JAIST Repository: 蛋白質類似部分構造の構造分布に基づいて配列-構造相関を提示するシステムに関する研究
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p E\ 6KRXML 7DWVXPRWR .
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
(4). 7KHIROORZLQJDUHWKHSURFHGXUHVHPSOR\HG 6WHS :KHQ PRUH WKDQ RQH VDPH FKDLQ RU KLJK VLPLODULW\ FKDLQ H[LVWV LQ D ODUJH TXDQWLW\ LQFOLQDWLRQ RFFXUV LQ WKH GDWDEDVH :KHQ D WRR KXJH VL]H RI GDWDEDVH VHDUFKHVLWVUHIHUHQFHWDNHVWLPHWRRPXFK7RQRUPDOL]HWKHELDVHGGLVWULEXWLRQ RI3'%HQWULHV3'%B6(/(&7ZDVXVHG 6WHS 5HSUHVHQWDWLYH SURWHLQ FKDLQV ZHUH GHFRPSRVHG LQWR VKRUW IUDJPHQWV ZLWK VHFRQGDU\VWUXFWXUHLQIRUPDWLRQDQGVWRUHGLQDIUDJPHQWGDWDEDVH 6WHS $TXHU\VHTXHQFH JLYHQE\D XVHULV FRPSDUHGZLWKWKH IUDJPHQWGDWDEDVH DQG WKH UHVXOWV DUH YLVXDOL]HG LQ D ZHE EURZVHU ,W VKRZV WKDW VHFRQGDU\ VWUXFWXUH LQIRUPDWLRQGUDZDEOHIURPQRUPDOL]HG3'%HQWULHVLVFRQWLQXRXVO\IOXFWXDWLQJ. .
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
(6). .
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