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基于AlphaFold 2和分子对接探讨非还原型聚酮合酶的碳甲基化程序

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微生物学报 2024年第1期64卷 143-160页

作者：廖世玉刘庆培陈福生华中农业大学农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室湖北武汉430070 华中农业大学食品科学与技术学院湖北武汉430070 中南民族大学药学院湖北武汉430070

【目的】探讨非还原型聚酮合酶(non-reducing polyketide synthase,NR-Pks)的碳甲基化程序差异的原因。【方法】以红色红曲菌(Monascus ruber)M7中红曲色素和桔霉素的NR-Pks为研究对象,采用生物信息学方法和AlphaFold 2软件,分析了这两... 详细信息

【目的】探讨非还原型聚酮合酶(non-reducing polyketide synthase,NR-Pks)的碳甲基化程序差异的原因。【方法】以红色红曲菌(Monascus ruber)M7中红曲色素和桔霉素的NR-Pks为研究对象,采用生物信息学方法和AlphaFold 2软件,分析了这两种NR-Pks及其各结构域的序列和结构差异。再基于分子对接等技术,比较了它们的碳甲基转移酶结构域(C-methyltransferase domain,CMeT)分别与其他结构域及其中间产物的结合特征。【结果】两种NR-Pks各结构域的序列和结构相似性高,但其整体结构差异大,表明碳甲基化差异可能源于结构域互作差异。进一步分析发现,桔霉素Pks的CMeT比红曲色素Pks的更容易结合携带底物的酰基载体蛋白结构域(acylcarrier protein,ACP),使其中间产物更容易受到CMeT催化。CMeT和β-酮酰基合成酶结构域(β-ketosynthase domain,KS)相比,与甲基受体底物的结合自由能更低。【结论】NR-Pks中的CMeT能通过与KS竞争,从而影响其产物的碳甲基化程度。研究结果为Pks的碳甲基化程序研究提供了新思路。

关键词：非还原型聚酮合酶红曲菌碳甲基转移酶 AlphaFold 2 分子对接

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眼底光学相干层析成像（OCT）系统研究

眼底光学相干层析成像（OCT）系统研究

作者：滕培森电子科技大学

学位级别：硕士

一例整合了三联吡啶钌和卟啉锌的金属-有机框架材料用于光催化二氧化碳还原全反应（英文）

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物理化学学报 2024年第4期 12-18页

作者：陈慧滢朱浩林廖培钦陈小明中山大学化学学院生物无机与合成化学教育部重点实验室

利用源源不断的太阳能，将CO2和水转化为增值化学品，是缓解温室效应与能源危机的一种有前途的方法。由于催化体系中的不同功能性部分难以实现氧化与还原反应的耦合，使用水作为还原剂实现光催化CO2还原是一项具有挑战性的工作。金属有... 详细信息

利用源源不断的太阳能，将CO2和水转化为增值化学品，是缓解温室效应与能源危机的一种有前途的方法。由于催化体系中的不同功能性部分难以实现氧化与还原反应的耦合，使用水作为还原剂实现光催化CO2还原是一项具有挑战性的工作。金属有机框架(metal-organic framework,MOF)由于其较大的比表面积、多样化的活性位点和结构可调性，是CO2光催化还原全反应的良好备选材料。本文中，我们首先整合了具有光活性的锌(Ⅱ)卟啉基元与联吡啶钌(Ⅱ)基元，构建了一种MOF光催化剂，记作PCN-224(Zn)-Bpy(Ru)。为了进行比较，还合成了两种仅具有锌(Ⅱ)卟啉或联吡啶钌(Ⅱ)基元的同构MOF，分别记作PCN-224(Zn)-Bpy和PCN-224-Bpy(Ru)。由测试结果可知，PCN-224(Zn)-Bpy(Ru)在乙腈和水混合溶液中表现出对CO2还原可观的光催化活性(CO产率为7.6μmol·g-1·h-1)，无需额外添加助催化剂、光敏剂或牺牲剂。通过质谱仪观测到13CO (m/z=29)、13C18O (m/z=31)、16O18O (m/z=34)和18O2(m/z=36)信号，表明CO2和H2O分别作为CO和O2的碳源和氧源，这进一步证实了光催化CO2还原与H2O氧化的耦合。然而，在相同条件下对PCN-224-Bpy(Ru)与PCN-224(Zn)-Bpy的光催化性能进行测试，CO产率分别仅为1.5与0μmol·g-1·h-1。机理研究表明，PCN-224(Zn)-Bpy(Ru)的最低未占据分子轨道(LUMO)电位比CO2/CO的氧化还原电位更负，而最高占据分子轨道(HOMO)电位比H2O/O2的氧化还原电位更正，在热力学上满足了光催化CO2还原全反应的要求。相比之下，不含联吡啶钌(Ⅱ)基元的PCN-224(Zn)-Bpy的HOMO电位更负于H2O/O2的氧化还原电位，这表明联吡啶钌(Ⅱ)基元在热力学上是光催化CO2还原全反应所必需的。此外，光致发光光谱中，荧光几乎被PCN-224(Zn)-Bpy(Ru)猝灭，且平均光致发光寿命比PCN-224(Zn)-Bpy和PCN-224-Bpy(Ru)更长，这表明PCN-224中光生载流子的复合率较低。与PCN-224(Zn)-Bpy和PCN-224-Bpy(Ru)相比，PCN-224的光电流更高，这一现象也支持了中后者光生载流子的复合率较低这一结论。总而言之，在光催化CO2还原过程中，锌卟啉(Ⅱ)配体既作为光敏单元，又作为CO2还原活性位点，而联吡啶钌(Ⅱ)基元与锌(Ⅱ)卟啉基元的结合可以优化光催化剂的能带结构，进而促进光催化CO2还原与H2O氧化的耦合，从而实现了高效光催化CO2还原全反应。

关键词：金属有机框架锌(Ⅱ)卟啉衍生物联吡啶(Ⅱ)钌配合物光生电荷光催化CO2还原

基于向量符号架构-域适应网络的低照度图像语义分割方法

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：江泽涛廖培期黄钦阳黄景帆桂林电子科技大学广西图像图形与智能处理重点实验室

针对语义分割中由于低照度图像光照不足，从而存在图像亮度、对比度、信噪比低等现象，导致低照度图像语义分割难度增大. 提出一种基于向量符号架构(vector symbolic architectures， VSA)-域适应网络的低照度图像语义分割方法. 该方... 详细信息

针对语义分割中由于低照度图像光照不足，从而存在图像亮度、对比度、信噪比低等现象，导致低照度图像语义分割难度增大. 提出一种基于向量符号架构(vector symbolic architectures， VSA)-域适应网络的低照度图像语义分割方法. 该方法首先将基于向量符号架构的图像翻译网络和域适应语义分割网络融合在一起，将正常照度图像翻译为低照度图像，减少域之间的风格差异，从而提高低照度图像的分割精度; 然后在图像翻译网络中提出分层特征映射(layered feature mapping， LFM)模块， LFM模块能更好地将语义分割网络编码器的多层特征向量映射到VSA空间，使翻译图像与低照度图像更相似，进而提高分割网络的分割精度; 最后在域适应语义分割网络中提出跨域稀有类混合(cross domain rare class mixing， CDRCM)方法， CDRCM在域适应的过程中根据低照度图像的伪标签分布情况得到低照度域的稀有类，再在跨域混合时偏向这些稀有类，从而提高低照度域中稀有类的分割精度. 在Cityscapes→Dark Zurich和Cityscapes→ACDC-night上的实验结果表明，文中方法比基线DAFormer在平均交并比上分别提高了8.2个百分点和7.2个百分点，实验结果表明了其有效性.

关键词：低照度图像语义分割域适应跨域稀有类混合分层特征映射向量符号架构

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面向数字孪生的混合业务确定性传输调度机制

计算机科学 2024年

作者：王克文张维庭廖培希北京交通大学电气工程学院国能新朔铁路有限责任公司北京交通大学电子信息工程学院

针对铁路运维场景中混合业务流的端到端传输，提出了数字孪生架构下基于深度强化学习的确定性传输调度机制，即在线混合业务流端到端传输调度机制（End-to-End Transmission Scheduling Mechanism for Online Mixed-traffic，E2ETSM-OM... 详细信息

针对铁路运维场景中混合业务流的端到端传输，提出了数字孪生架构下基于深度强化学习的确定性传输调度机制，即在线混合业务流端到端传输调度机制（End-to-End Transmission Scheduling Mechanism for Online Mixed-traffic，E2ETSM-OMT）。该机制基于差异化调度策略的思想，将业务流分为监控与数据采集流、控制与执行业务流和数据分析与业务优化流三类，通过确定性技术实现跨域端到端低时延传输。进一步地，通过模型映射和行为映射将物理空间全方位高精度投到虚拟空间，在数字孪生网络构建混合业务的拓扑结构，预先分配数据传输路径和时隙资源，从而减少不同业务流之间的调度冲突和资源竞争。同时，通过深度强化学习（Deep Reinforcement Learning，DRL）智能体在线决策，兼顾效果与效率，对不同收益的业务流进行调度。与已有机制相比，数字孪生技术可以实现物理世界与虚拟世界相互映射，实现非平稳通信环境下DRL的应用，避免在现实网络中探索造成的服务质量损失。仿真结果表明：所述面向数字孪生的确定性传输调度机制在保障成功调度混合业务流的同时，以较低的端到端整体时延实现了较高的传输收益。

关键词：数字孪生确定性网络跨域传输差异化调度深度强化学习

设计双功能电催化剂以提高电化学二氧化碳还原反应的电解池能量效率

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中国科学:化学 2024年第9期54卷 1516-1521页

作者：黄嘉润张梦迪廖培钦陈小明中山大学生物无机与合成化学教育部重点实验室中山大学化学学院化学与精细化工广东省实验室

电化学二氧化碳还原反应（eCO2RR）因其在实现碳中和方面的巨大潜力而受到广泛关注,目前科研人员也致力于开发高效的eCO2RR催化剂.然而,作为电解池关键组成部分的阳极反应却常常被忽视.电解池的能量效率和催化产物的价值在很大程度上取... 详细信息

电化学二氧化碳还原反应（eCO2RR）因其在实现碳中和方面的巨大潜力而受到广泛关注,目前科研人员也致力于开发高效的eCO2RR催化剂.然而,作为电解池关键组成部分的阳极反应却常常被忽视.电解池的能量效率和催化产物的价值在很大程度上取决于阴极和阳极的总槽电压.遗憾的是,大多数关于eCO2RR和阳极反应双功能催化剂的研究报告显示,其电流密度普遍较低,远未达到商业应用的要求.近年来,在催化剂中整合氧化和还原位点的策略被证明是提高eCO2RR电解池的总能量效率的可行方法.本文基于这种策略的部分代表性研究进行了阐述,并探讨了未来研究的潜在机遇.

关键词：电催化二氧化碳还原电催化剂碳中和双功能电催化剂能量效率

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一种基于双重语义协作网络的图像描述方法

计算机研究与发展 2024年

作者：江泽涛朱文才金鑫廖培期黄景帆广西图像图形智能处理重点实验室(桂林电子科技大学)

CLIP（contrastive language-image pre-training）视觉编码器提取的网格特征作为一种更加靠近文本域的视觉特征，具有易转化为对应语义自然语言的特点，可以缓解语义鸿沟问题，因而未来可能成为图像描述任务中视觉特征的重要来源.但该... 详细信息

CLIP（contrastive language-image pre-training）视觉编码器提取的网格特征作为一种更加靠近文本域的视觉特征，具有易转化为对应语义自然语言的特点，可以缓解语义鸿沟问题，因而未来可能成为图像描述任务中视觉特征的重要来源.但该方法中未考虑图像内容的划分可能使一个完整的目标被划分到若干个网格中，目标被切割势必会导致特征提取结果中缺少对目标信息的完整表达，进而导致生成的描述语句中缺少对目标及目标间关系的准确表述.针对CLIP视觉编码器提取网格特征这一现象，提出一种基于双重语义协作网络（dual semantic collaborative network，DSC-Net）的图像描述方法.具体来说：首先提出双重语义协作自注意力模块（dual semantic collaborative self-attention， DSCS）增强CLIP网格特征对目标信息的表达能力；接着提出双重语义协作交叉注意力模块（dual semantic collaborative cross-attention， DSCC）综合网格和目标2个层面的语义构造与文本相关的视觉特征，进行描述语句预测；最后提出双重语义融合模块（dual semantic fusion， DSF），为上述的2个语义协作模块提供以区域为主导的融合特征，解决在语义协作过程中可能出现的相关性冲突问题.经在COCO数据集上大量实验，提出的模型在Karpathy等人划分的离线测试集上取得了138.5%的CIDEr分数，在官方在线测试中取得了137.6%的CIDEr分数，与目前主流的图像描述方法相比具有显著优势.

关键词：图像描述生成网格特征注意力机制双重语义协作注意力双重语义协作特征融合

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基于全局一致的非配对低照度图像增强方法

计算机研究与发展 2024年

作者：江泽涛黄钦阳张惠鹃金鑫黄景帆廖培期广西图像图形与智能处理重点实验室(桂林电子科技大学)

由于低照度配对图像的制作成本昂贵且难于制作，而非配对低照度图像增强方法不依赖配对图像数据因而更有实用价值，但其缺乏详细的监督信号导致输出图像存在全局曝光不一致、色彩失真和大量噪声等视觉退化问题，在实际应用中存在挑战．... 详细信息

由于低照度配对图像的制作成本昂贵且难于制作，而非配对低照度图像增强方法不依赖配对图像数据因而更有实用价值，但其缺乏详细的监督信号导致输出图像存在全局曝光不一致、色彩失真和大量噪声等视觉退化问题，在实际应用中存在挑战．为了更好地满足实用需求，提出一种基于全局一致的非配对低照度增强方法（unpaired low-light enhancement based on global consistency，GCLLE）．首先，该方法通过全局一致性保持模块（global consistency preserving module，GCPM）将编码器和解码器中相同尺度的特征重新建模并融合以矫正不同尺度的上下文信息，保证输出图像全局曝光调整一致性和全局结构一致性，使得图像亮度分布均匀并避免扭曲和失真；利用局部平滑和调制模块（local smoothing and modulation module，LSMM）学习一组局部的低阶曲线映射，为图像提供更宽的动态范围并进一步提高质量，实现真实和自然的增强效果；提出使用双路池化融合深层特征的深度特征强化模块（deep feature enhancement module，DFEM）压缩无关信息并突出更有区分度的编码特征，减少了不准确信息并使得解码器更容易捕获图像中的低强度信号，保留图像更多细节．不同于关注配对图像像素间1对1映射关系的配对增强方法，GCLLE通过缩小低照度图像与非配对正常照度图像之间的风格差异实现增强．在MIT和LSRW数据集上进行大量的实验，结果表明所提方法在多个客观指标上超过了现有典型低照度增强方法，具有更好的增强效果．

关键词：低照度图像图像增强非配对学习生成对抗网络深度学习

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喜马拉雅东构造结地壳形变及断层运动特征

大地测量与地球动力学 2024年

作者：陈静杨莹辉廖诗森赵凌园曾陈浩西南石油大学土木工程与测绘学院环天智慧科技股份有限公司成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室

利用SBAS-InSAR技术提取喜马拉雅东构造结高精度的地壳形变速率场，提出一种利用外部GACOS大气数据基于干涉相位抑制与地形相关大气垂直分层延迟相位的方法，并发展了一种顾及块体运动的残余轨道趋势相位校正方法。采用弹性回跳理论和... 详细信息

利用SBAS-InSAR技术提取喜马拉雅东构造结高精度的地壳形变速率场，提出一种利用外部GACOS大气数据基于干涉相位抑制与地形相关大气垂直分层延迟相位的方法，并发展了一种顾及块体运动的残余轨道趋势相位校正方法。采用弹性回跳理论和负位错模型反演东构造结断层闭锁深度及蠕滑速率。InSAR形变结果表明，东构造结LOS向形变速率在-10～15 mm/a范围内。东久-米林断裂西南段断层两侧存在明显差异性运动，沿断层走向差异性运动逐渐减弱并趋于稳定；嘉黎断裂跨断层构造活动不强烈。断层运动模型反演结果表明，东久-米林断裂西南段断层闭锁程度较小，闭锁深度以下的蠕滑速率为7～16mm/a，靠近东构造结顶端，断层闭锁程度逐渐增大，蠕滑速率逐渐减小至2 mm/a；嘉黎断裂闭锁深度为4～25 km，蠕滑速率为1～4 mm/a，整条断裂均处于深度闭锁状态。

关键词：喜马拉雅东构造结大气校正残余轨道校正 SBAS-InSAR 断层运动反演