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- PDB-7joa: 2:1 cGAS-nucleosome complex -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7joa
タイトル2:1 cGAS-nucleosome complex
要素
  • (DNA (145-MER)) x 2
  • Cyclic GMP-AMP synthase
  • Histone H2A type 1
  • Histone H2B type 1-C/E/F/G/I
  • Histone H3.2
  • Histone H4ヒストンH4
キーワードDna Binding Protein/DNA/Transferase / cGAS / nucleosome (ヌクレオソーム) / cyclic GMP-AMP synthase / Dna Binding Protein-DNA-Transferase complex
機能・相同性
機能・相同性情報


regulation of type I interferon production / cyclic GMP-AMP synthase / 2',3'-cyclic GMP-AMP synthase activity / 傍分泌 / poly-ADP-D-ribose modification-dependent protein binding / negative regulation of DNA repair / cGAS/STING signaling pathway / regulation of immunoglobulin production / regulation of T cell activation / pattern recognition receptor signaling pathway ...regulation of type I interferon production / cyclic GMP-AMP synthase / 2',3'-cyclic GMP-AMP synthase activity / 傍分泌 / poly-ADP-D-ribose modification-dependent protein binding / negative regulation of DNA repair / cGAS/STING signaling pathway / regulation of immunoglobulin production / regulation of T cell activation / pattern recognition receptor signaling pathway / negative regulation of double-strand break repair via homologous recombination / negative regulation of cGAS/STING signaling pathway / cellular response to exogenous dsRNA / cytoplasmic pattern recognition receptor signaling pathway / cGMP-mediated signaling / cAMP-mediated signaling / nucleosome binding / positive regulation of type I interferon production / regulation of immune response / negative regulation of megakaryocyte differentiation / protein localization to CENP-A containing chromatin / Chromatin modifying enzymes / Replacement of protamines by nucleosomes in the male pronucleus / CENP-A containing nucleosome / Packaging Of Telomere Ends / Recognition and association of DNA glycosylase with site containing an affected purine / Cleavage of the damaged purine / Deposition of new CENPA-containing nucleosomes at the centromere / positive regulation of defense response to virus by host / Recognition and association of DNA glycosylase with site containing an affected pyrimidine / Cleavage of the damaged pyrimidine / phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate binding / Inhibition of DNA recombination at telomere / Meiotic synapsis / telomere organization / activation of innate immune response / molecular condensate scaffold activity / RNA Polymerase I Promoter Opening / Interleukin-7 signaling / SUMOylation of chromatin organization proteins / Assembly of the ORC complex at the origin of replication / DNAメチル化 / Condensation of Prophase Chromosomes / HCMV Late Events / Chromatin modifications during the maternal to zygotic transition (MZT) / ERCC6 (CSB) and EHMT2 (G9a) positively regulate rRNA expression / SIRT1 negatively regulates rRNA expression / innate immune response in mucosa / PRC2 methylates histones and DNA / Defective pyroptosis / HDACs deacetylate histones / determination of adult lifespan / RNA Polymerase I Promoter Escape / Nonhomologous End-Joining (NHEJ) / Transcriptional regulation by small RNAs / Formation of the beta-catenin:TCF transactivating complex / RUNX1 regulates genes involved in megakaryocyte differentiation and platelet function / Activated PKN1 stimulates transcription of AR (androgen receptor) regulated genes KLK2 and KLK3 / NoRC negatively regulates rRNA expression / G2/M DNA damage checkpoint / B-WICH complex positively regulates rRNA expression / HDMs demethylate histones / DNA Damage/Telomere Stress Induced Senescence / Metalloprotease DUBs / PKMTs methylate histone lysines / RMTs methylate histone arginines / 遺伝的組換え / Pre-NOTCH Transcription and Translation / nucleosome assembly / Activation of anterior HOX genes in hindbrain development during early embryogenesis / HCMV Early Events / Transcriptional regulation of granulopoiesis / structural constituent of chromatin / UCH proteinases / positive regulation of cellular senescence / ヌクレオソーム / antimicrobial humoral immune response mediated by antimicrobial peptide / E3 ubiquitin ligases ubiquitinate target proteins / Recruitment and ATM-mediated phosphorylation of repair and signaling proteins at DNA double strand breaks / site of double-strand break / RUNX1 regulates transcription of genes involved in differentiation of HSCs / chromatin organization / Factors involved in megakaryocyte development and platelet production / Processing of DNA double-strand break ends / HATs acetylate histones / antibacterial humoral response / Senescence-Associated Secretory Phenotype (SASP) / double-stranded DNA binding / defense response to virus / Oxidative Stress Induced Senescence / Estrogen-dependent gene expression / chromosome, telomeric region / nuclear body / Ub-specific processing proteases / defense response to Gram-positive bacterium / Amyloid fiber formation / protein heterodimerization activity / DNA修復 / 自然免疫系 / DNA damage response
類似検索 - 分子機能
Mab-21-like, nucleotidyltransferase domain / Mab-21-like, HhH/H2TH-like domain / Mab-21 protein HhH/H2TH-like domain / Mab-21 protein nucleotidyltransferase domain / Mab-21-like / Mab-21 / Histone H2B signature. / ヒストンH2B / ヒストンH2B / Histone H2A conserved site ...Mab-21-like, nucleotidyltransferase domain / Mab-21-like, HhH/H2TH-like domain / Mab-21 protein HhH/H2TH-like domain / Mab-21 protein nucleotidyltransferase domain / Mab-21-like / Mab-21 / Histone H2B signature. / ヒストンH2B / ヒストンH2B / Histone H2A conserved site / Histone H2A signature. / Histone H2A, C-terminal domain / C-terminus of histone H2A / ヒストンH2A / Histone 2A / Histone H4, conserved site / Histone H4 signature. / ヒストンH4 / ヒストンH4 / CENP-T/Histone H4, histone fold / Centromere kinetochore component CENP-T histone fold / TATA box binding protein associated factor / TATA box binding protein associated factor (TAF), histone-like fold domain / Histone H3 signature 1. / Histone H3 signature 2. / ヒストンH3 / Histone H3/CENP-A / Histone H2A/H2B/H3 / Core histone H2A/H2B/H3/H4 / Histone-fold
類似検索 - ドメイン・相同性
デオキシリボ核酸 / DNA (> 10) / DNA (> 100) / Histone H2A type 1 / ヒストンH4 / Histone H2B type 1-C/E/F/G/I / Histone H3.2 / Cyclic GMP-AMP synthase
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
synthetic construct (人工物)
Mus musculus (ハツカネズミ)
手法電子顕微鏡法 / 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.3 Å
データ登録者Boyer, J.A. / Spangler, C.J. / Strauss, J.D. / Cesmat, A.P. / Liu, P. / McGinty, R.K. / Zhang, Q.
資金援助 米国, 2件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)1R35GM133498 米国
National Institutes of Health/National Cancer Institute (NIH/NCI)R21CA234979 米国
引用ジャーナル: Science / 年: 2020
タイトル: Structural basis of nucleosome-dependent cGAS inhibition.
著者: Joshua A Boyer / Cathy J Spangler / Joshua D Strauss / Andrew P Cesmat / Pengda Liu / Robert K McGinty / Qi Zhang /
要旨: Cyclic guanosine monophosphate (GMP)-adenosine monophosphate (AMP) synthase (cGAS) recognizes cytosolic foreign or damaged DNA to activate the innate immune response to infection, inflammatory ...Cyclic guanosine monophosphate (GMP)-adenosine monophosphate (AMP) synthase (cGAS) recognizes cytosolic foreign or damaged DNA to activate the innate immune response to infection, inflammatory diseases, and cancer. By contrast, cGAS reactivity against self-DNA in the nucleus is suppressed by chromatin tethering. We report a 3.3-angstrom-resolution cryo-electron microscopy structure of cGAS in complex with the nucleosome core particle. The structure reveals that cGAS uses two conserved arginines to anchor to the nucleosome acidic patch. The nucleosome-binding interface exclusively occupies the strong double-stranded DNA (dsDNA)-binding surface on cGAS and sterically prevents cGAS from oligomerizing into the functionally active 2:2 cGAS-dsDNA state. These findings provide a structural basis for how cGAS maintains an inhibited state in the nucleus and further exemplify the role of the nucleosome in regulating diverse nuclear protein functions.
履歴
登録2020年8月6日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02020年9月16日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12020年9月23日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation_author.identifier_ORCID
改定 1.22020年11月4日Group: Database references / カテゴリ: citation
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last
改定 1.32024年3月6日Group: Data collection / Database references / Refinement description
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond ...chem_comp_atom / chem_comp_bond / database_2 / em_3d_fitting_list / pdbx_initial_refinement_model
Item: _database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession ..._database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession / _em_3d_fitting_list.accession_code / _em_3d_fitting_list.initial_refinement_model_id / _em_3d_fitting_list.source_name / _em_3d_fitting_list.type

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構造の表示

ムービー
  • 登録構造単位
  • Jmolによる作画
  • ダウンロード
  • EMマップとの重ね合わせ
  • マップデータ: EMDB-22409
  • UCSF Chimeraによる作画
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ムービービューア
構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

ダウンロードとリンク

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集合体

登録構造単位
A: Histone H3.2
B: Histone H4
C: Histone H2A type 1
D: Histone H2B type 1-C/E/F/G/I
E: Histone H3.2
F: Histone H4
G: Histone H2A type 1
H: Histone H2B type 1-C/E/F/G/I
I: DNA (145-MER)
J: DNA (145-MER)
K: Cyclic GMP-AMP synthase
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)243,02312
ポリマ－242,95711
非ポリマー651
水0
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: gel filtration
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551
非結晶学的対称性 (NCS)NCSドメイン:
IDEns-ID詳細
d_1ens_1chain "G"
d_2ens_1chain "C"
d_1ens_2chain "D"
d_2ens_2chain "H"

NCSドメイン領域:
Dom-IDComponent-IDEns-IDBeg label comp-IDEnd label comp-IDLabel asym-IDLabel seq-ID
d_11ens_1ALALYSG1 - 109
d_21ens_1ALALYSC1 - 109
d_11ens_2ARGSERD1 - 94
d_21ens_2ARGSERH1 - 94

NCSアンサンブル:
ID
ens_1
ens_2

NCS oper:
IDCodeMatrixベクター
1given(-0.999946616659, 0.0091768519037, -0.00474860210389), (-0.00916331043712, -0.99995390993, -0.00286561658816), (-0.00477468057953, -0.00282195069675, 0.999984619392)172.989553801, 91.9551941256, 0.626130540196
2given(-0.999991465495, -0.000659074979583, -0.00407854850795), (0.000656337664566, -0.999999558515, 0.000672451377636), (-0.00407898990321, 0.000669768733594, 0.999991456589)173.208597822, 90.8717263617, 0.298977679173

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要素

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タンパク質 , 5種, 9分子 AEBFCGDHK

#1: タンパク質 Histone H3.2 / H3-clustered histone 13 / H3-clustered histone 14 / H3-clustered histone 15 / Histone H3/m / Histone H3/o


分子量: 15421.101 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト)
遺伝子: H3C15, HIST2H3A, H3C14, H3F2, H3FM, HIST2H3C, H3C13, HIST2H3D
発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / Variant (発現宿主): pLysS / 参照: UniProt: Q71DI3
#2: タンパク質 Histone H4 / ヒストンH4


分子量: 11394.426 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト)
遺伝子: HIST1H4A, H4/A, H4FA, HIST1H4B, H4/I, H4FI, HIST1H4C, H4/G, H4FG, HIST1H4D, H4/B, H4FB, HIST1H4E, H4/J, H4FJ, HIST1H4F, H4/C, H4FC, HIST1H4H, H4/H, H4FH, HIST1H4I, H4/M, H4FM, HIST1H4J, ...遺伝子: HIST1H4A, H4/A, H4FA, HIST1H4B, H4/I, H4FI, HIST1H4C, H4/G, H4FG, HIST1H4D, H4/B, H4FB, HIST1H4E, H4/J, H4FJ, HIST1H4F, H4/C, H4FC, HIST1H4H, H4/H, H4FH, HIST1H4I, H4/M, H4FM, HIST1H4J, H4/E, H4FE, HIST1H4K, H4/D, H4FD, HIST1H4L, H4/K, H4FK, HIST2H4A, H4/N, H4F2, H4FN, HIST2H4, HIST2H4B, H4/O, H4FO, HIST4H4
発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / Variant (発現宿主): pLysS / 参照: UniProt: P62805
#3: タンパク質 Histone H2A type 1 / H2A.1 / Histone H2A/ptl


分子量: 13990.342 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト)
遺伝子: H2AC11, H2AFP, HIST1H2AG, H2AC13, H2AFC, HIST1H2AI, H2AC15, H2AFD, HIST1H2AK, H2AC16, H2AFI, HIST1H2AL, H2AC17, H2AFN, HIST1H2AM
発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / Variant (発現宿主): pLysS / 参照: UniProt: P0C0S8
#4: タンパク質 Histone H2B type 1-C/E/F/G/I / Histone H2B.1 A / Histone H2B.a / H2B/a / Histone H2B.g / H2B/g / Histone H2B.h / H2B/h / Histone ...Histone H2B.1 A / Histone H2B.a / H2B/a / Histone H2B.g / H2B/g / Histone H2B.h / H2B/h / Histone H2B.k / H2B/k / Histone H2B.l / H2B/l


分子量: 13806.018 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト)
遺伝子: H2BC4, H2BFL, HIST1H2BC, H2BC6, H2BFH, HIST1H2BE, H2BC7, H2BFG, HIST1H2BF, H2BC8, H2BFA, HIST1H2BG, H2BC10, H2BFK, HIST1H2BI
発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / Variant (発現宿主): pLysS / 参照: UniProt: P62807
#7: タンパク質 Cyclic GMP-AMP synthase / / m-cGAS / 2'3'-cGAMP synthase / Mab-21 domain-containing protein 1


分子量: 42984.664 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Mus musculus (ハツカネズミ) / 遺伝子: Cgas, Mb21d1 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: Q8C6L5, cyclic GMP-AMP synthase

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DNA鎖 , 2種, 2分子 IJ

#5: DNA鎖 DNA (145-MER)


分子量: 45610.043 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) synthetic construct (人工物) / 発現宿主: Escherichia coli HB101 (大腸菌)
#6: DNA鎖 DNA (145-MER)


分子量: 45138.770 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) synthetic construct (人工物) / 発現宿主: Escherichia coli HB101 (大腸菌)

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非ポリマー , 1種, 1分子

#8: 化合物 ChemComp-ZN / ZINC ION


分子量: 65.409 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: Zn

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詳細

研究の焦点であるリガンドがあるかN

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実験情報

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実験

実験手法: 電子顕微鏡法
EM実験試料の集合状態: PARTICLE / ３次元再構成法: 単粒子再構成法

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試料調製

構成要素名称: 2:1 cGAS-nucleosome complex / タイプ: COMPLEX / 詳細: cGAS bound to the nucleosome in a 2:1 ratio / Entity ID: #1-#7 / 由来: MULTIPLE SOURCES
分子量値: 0.29 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
緩衝液pH: 7.5
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
120 mMHEPESC8H18N2O4S1
2150 mMsodium chloride塩化ナトリウムNaCl塩化ナトリウム1
31 mMTCEPC9H15O6P1
試料濃度: 1 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持詳細: Instrument: Pelco easiGlow / グリッドの材料: COPPER / グリッドのサイズ: 400 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 95 % / 凍結前の試料温度: 293 K

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Talos Arctica / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI TALOS ARCTICA
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 200 kV / 照射モード: FLOOD BEAM
電子レンズモード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy
撮影電子線照射量: 53 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 2100

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解析

ソフトウェア
名称バージョン分類
phenix.real_space_refine1.18_3861精密化
PHENIX1.18_3861精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
2SerialEM画像取得
4CTFFIND4.1CTF補正
7PHENIX1.18モデルフィッティング
9PHENIX1.18モデル精密化
10RELION3.1-beta初期オイラー角割当
11RELION3.1-beta最終オイラー角割当
12RELION3.1-beta分類
13RELION3.1-beta３次元再構成
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 433445
対称性点対称性: C2 (2回回転対称)
3次元再構成解像度: 3.3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 45587 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築空間: REAL
原子モデル構築
IDPDB-ID 3D fitting-IDAccession codeInitial refinement model-IDSource nameタイプ
16FQ5

6fq5

16FQ51PDBexperimental model
24K8V

4k8v

14K8V2PDBexperimental model
精密化交差検証法: NONE
立体化学のターゲット値: GeoStd + Monomer Library + CDL v1.2
原子変位パラメータBiso mean: 51.24 Å2
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.008615861
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.771822634
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.04462547
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.00571861
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d27.03546473
Refine LS restraints NCS
Ens-IDDom-IDAuth asym-IDRefine-IDタイプRms dev position (Å)
ens_1d_2GELECTRON MICROSCOPYNCS constraints0.00120437799177
ens_2d_2DELECTRON MICROSCOPYNCS constraints0.000909689883197

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万見について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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万見 (Yorodumi)

幾万の構造データを、幾万の視点から

  • 万見(Yorodumi)は、EMDB/PDB/SASBDBなどの構造データを閲覧するためのページです。
  • EM Navigatorの詳細ページの後継、Omokage検索のフロントエンドも兼ねています。

関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 3つのデータバンクの比較 / 万見検索 / 2016年8月31日: 新しいEM Navigatorと万見 / 万見文献 / Jmol/JSmol / 機能・相同性情報 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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