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基于磷脂酶水解圈定向筛选高效聚对苯二甲酸乙二醇酯降解酶

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微生物学报 2024年第3期64卷 745-754页

作者：徐翰蔡忆梅陈晓倩黄青松吴敬陈晟颜正飞江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122 江南大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室江苏无锡214122 江南大学教育部食品安全国际合作联合实验室江苏无锡214122

【目的】目前自然环境中聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)废弃物的积累严重威胁生态健康,因此PET的降解问题已成为全球性的热点问题。生物酶法降解PET技术以其绿色环保而备受关注,但天然PET降解酶的催化活性普遍偏... 详细信息

【目的】目前自然环境中聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)废弃物的积累严重威胁生态健康,因此PET的降解问题已成为全球性的热点问题。生物酶法降解PET技术以其绿色环保而备受关注,但天然PET降解酶的催化活性普遍偏低,亟待进一步定向改造。现阶段定向进化为快速提高PET降解酶催化性能提供了可能,其中筛选方法是成功获得高性能突变体的关键所在。本研究旨在提出一种新型高效灵敏的筛选方法并应用于褐色喜热裂孢菌(Thermobifida fusca)来源角质酶Tfu-0883的定向改造,以期快速获得PET降解活性提高的突变体。【方法】基于易错PCR构建突变体文库,涂布于卵黄磷脂平板,以水解圈的大小作为筛选指标获得PET降解活性提高的突变体;对突变体进行酶学定性并筛选出潜在的分子改造位点,最终获得高性能突变体。【结果】从卵黄磷脂平板中挑取水解圈直径最大的单菌落,即突变体H10(N2D/D94H/A149E),其PET降解能力是野生型的1.5倍,最适温度与pH分别为60℃和8.0。突变体H10中第2位和第149位氨基酸残基远离底物结合凹槽,其突变会导致酶蛋白稳定性下降;第94位氨基酸残基则位于底物结合凹槽附近,由负电荷氨基酸Asp突变为正电荷氨基酸His,有利于吸附在带负电荷的PET表面,是突变体H10降解能力提升的关键因素;随后将野生型的第94位氨基酸残基Asp分别突变为His及同为正电荷且空间位阻更小的Lys和Arg,突变体D94H、D94K和D94R对PET降解能力均有提升,其中,突变体D94K降解PET能力是野生型的3.6倍。【结论】本研究基于磷脂酶水解圈构建了一种新的PET降解酶定向筛选方法,以此获得了降解活性提高的突变体,并证实角质酶Tfu-0883第94位氨基酸残基位点具有提升其PET降解活性的潜在能力。

关键词：定向进化 PET降解水解圈热稳定性分子改造

石油降解酶的筛选、固定化及添加表面活性剂强化其对石油的降解

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微生物学报 2024年第6期64卷 1936-1947页

作者：杨静黄青松姚从禹时梦顾磊许科伟吴敬颜正飞江南大学生物工程学院江苏无锡214122 江南大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室江苏无锡214122 江南大学教育部食品安全国际合作联合实验室江苏无锡214122 中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所江苏无锡214126

在石油开采和加工过程中产生的含油污泥是石油化工行业中主要的污染源,会对周边生态环境造成持续性的危害。生物法降解被认为是一种有效且可持续的技术而备受关注。目前的研究多聚焦在微生物法降解石油,而酶法降解鲜有报道。【目的】本... 详细信息

在石油开采和加工过程中产生的含油污泥是石油化工行业中主要的污染源,会对周边生态环境造成持续性的危害。生物法降解被认为是一种有效且可持续的技术而备受关注。目前的研究多聚焦在微生物法降解石油,而酶法降解鲜有报道。【目的】本研究旨在优选石油高效降解酶,并深入分析其降解特性,以期构建一套酶法降解石油的体系。【方法】基于分子对接模拟技术,分析酶与石油类常见底物的结合可能性及结合模式,通过石油降解实验优选降解酶;通过添加表面活性剂及酶固定化进一步提高酶对石油的降解效果。【结果】利用分子对接模拟及实验验证获得5种具有石油降解能力的生物酶,其中枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)来源的漆酶BsLac对石油的降解率最高,72 h可降解34.1%的石油;进一步研究发现,表面活性剂的添加均可促进BsLac对石油的降解,其中槐糖脂的促进作用尤为显著。当槐糖脂终浓度为1000 mg/L时,石油的降解率最高,为46.3%;然而,2,2′-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐的添加对BsLac降解石油的促进作用并不明显;固定化结果表明,以花生壳为吸附载体固定化的BsLac对石油的降解率最高,为56.3%。【结论】本研究基于分子对接模拟和实验筛选获得了石油降解酶BsLac,固定化的BsLac可实现石油的高效降解,为生物酶法降解石油的进一步探索奠定了实验和理论基础。

关键词：石油降解酶表面活性剂固定化漆酶

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高校教学仪器设备面线点式管理研究与探讨

中国现代教育装备 2024年第7期 43-45页

作者：曹晓梅颜正飞崔文璟张平江南大学工业生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122

高校教学实验室正面临着数字化转型改革,实验室资源共享是高校教学实验室改革发展趋势。针对高校教学仪器设备管理存在的问题,从“面”上资源布局,到“线”上集中管理与对外开放,再到“点”上抓好仪器设备使用三个层次对高校教学仪器设... 详细信息

高校教学实验室正面临着数字化转型改革,实验室资源共享是高校教学实验室改革发展趋势。针对高校教学仪器设备管理存在的问题,从“面”上资源布局,到“线”上集中管理与对外开放,再到“点”上抓好仪器设备使用三个层次对高校教学仪器设备管理进行研究与探讨,着力构建高校教学仪器设备管理新格局,充分释放平台服务潜能,为高校教学实验室管理提供新思路。

关键词：教学实验室仪器设备面线点式管理

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干冰粉热冲击破岩基坑围护结构振动安全研究

中国公路学报 2024年第3期37卷 371-381页

作者：王小飞胡少斌王恩元黄俊颜正勇中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116 河海大学土木与交通工程学院江苏南京210098 苏交科集团股份有限公司江苏南京210019

为了给干冰粉热冲击破岩现场设定施工参数设计提供参考,并对关键工程结构进行全面的安全评价,首次在居民区附近明挖隧道中进行了隧道开挖工程干冰粉热冲击破岩现场试验。在试验中通过压力传感器获得干冰粉致裂筒内部压力变化曲线,使用... 详细信息

为了给干冰粉热冲击破岩现场设定施工参数设计提供参考,并对关键工程结构进行全面的安全评价,首次在居民区附近明挖隧道中进行了隧道开挖工程干冰粉热冲击破岩现场试验。在试验中通过压力传感器获得干冰粉致裂筒内部压力变化曲线,使用振动和噪音监测系统监测破岩过程中隧道结构的噪音和振动响应。通过希尔伯特黄变换对振动信号进行分解和特征提取,通过振动能量时域分布和频域分布特征获得振动安全评价参数。研究结果表明:(1)干冰气动破岩最大振动速度在砼冠梁8 m处衰减至50 mm·s^(-1)以下,满足安全质点振动速度要求,噪音在4 m处仅为83 dB,对周边居民生活影响很小;(2)干冰破岩诱发振动速度整体上呈衰减趋势,且符合乘幂函数衰减,可以划分为振动速度缓慢降低区(2.5~10 m)和稳定区(>10 m)两个区域;(3)干冰粉致裂管破裂压力在40~60 MPa,干冰粉热冲击破岩是冲击波和高能气体共同作用致裂岩石,可以分为3个阶段,其中高能气体的气楔作用在岩体损伤中占主导作用;(4)HHT与傅里叶变换分析相比更适用于处理振动信号,获得振动速度峰值和主频率后计算振动最大位移可以更好地对隧道结构进行安全评估。干冰粉热冲击破岩是一种比传统钻爆法更加安全的破岩技术,振动弱,噪音小,适合在城市敏感区域应用。

关键词：隧道工程干冰粉热冲击破岩振动安全希尔伯特黄变换

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基于孪生神经网络的单目标跟踪方法研究

基于孪生神经网络的单目标跟踪方法研究

作者：顔正邦重庆理工大学

学位级别：硕士

Aspergillus oryzae RIB40氨肽酶(AoAPase)异源表达及在鳕鱼肽脱苦中的应用

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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微生物学报 2022年第12期62卷 4943-4952页

作者：袁帅陈晓倩吴敬宿玲恰颜正飞江南大学食品科学与技术国家重点实验室江苏无锡214122 江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122 江南大学教育部食品安全国际合作联合实验室江苏无锡214122

【目的】针对鳕鱼肽苦味这一不足之处,本研究旨在获得一种高效特异性脱苦氨肽酶,实现对鳕鱼肽苦味的去除进而提升其附加值。【方法】本研究选取Aspergillus oryzae RIB40来源的氨肽酶AoAPase在毕赤酵母KM71中进行异源表达并探究其酶学性... 详细信息

【目的】针对鳕鱼肽苦味这一不足之处,本研究旨在获得一种高效特异性脱苦氨肽酶,实现对鳕鱼肽苦味的去除进而提升其附加值。【方法】本研究选取Aspergillus oryzae RIB40来源的氨肽酶AoAPase在毕赤酵母KM71中进行异源表达并探究其酶学性质;荧光探针法与电子舌技术联用评估AoAPase对鳕鱼肽的脱苦效果;高效液相色谱测定鳕鱼肽酶解液中游离氨基酸含量及分子量的分布变化;利用扫描电镜观察鳕鱼肽表面微观结构的差异性;通过评价DPPH、羟基及ABTS自由基清除能力,探究鳕鱼肽经AoAPase处理后抗氧化活性的变化。【结果】AoAPase在毕赤酵母KM71中成功异源表达,其分子量约41kDa。最适温度和pH分别为70℃和8.0,在最适条件下AoAPase酶活可达到2238U/mL,Ca^(2+)能够提高其酶活;AoAPase具有底物特异性,以Leu-pNA为底物时,K_(m)为5.95mmol/L,V_(max)为43.58μmol/(mL·min);AoAPase通过切除鳕鱼肽段N端疏水性氨基酸残基和降低苦味显著的肽段(500‒1000 Da)含量,进而完全消除其苦味;经AoAPase处理后的鳕鱼肽粉质地更加细腻、松散,且抗氧化活性无明显差异。【结论】重组氨肽酶AoAPase能够特异性去除鳕鱼肽苦味且不影响其生物活性,本研究为AoAPase在蛋白脱苦中的应用奠定理论基础。

关键词：氨肽酶异源表达脱苦鳕鱼肽抗氧化性

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无人机集群联合拓扑控制的智能路由规划方法

通信学报 2024年第2期45卷 137-149页

作者：颜志易正伦欧阳博王耀南湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082

针对现有无人机集群路由协议拓扑适变能力弱,易产生包重传、能量空洞和高时延,严重恶化了数据路由性能的问题,针对无人机集群中集群拓扑与路由的耦合特性,提出了一种联合拓扑控制的智能路由规划(IRPJTC)方法。该方法由基于虚拟力的自适... 详细信息

针对现有无人机集群路由协议拓扑适变能力弱,易产生包重传、能量空洞和高时延,严重恶化了数据路由性能的问题,针对无人机集群中集群拓扑与路由的耦合特性,提出了一种联合拓扑控制的智能路由规划(IRPJTC)方法。该方法由基于虚拟力的自适应拓扑控制(VFATC)和基于近端策略优化的地理路由规划(PPO-GRP)组成。其中,VFATC使各无人机根据邻居运动状态信息自适应调整与邻居的距离,保证集群中链路的稳定连接;进一步,PPO-GRP引入VFATC中的链路稳定性指标,并结合端到端时延与能耗指标,设计多目标奖励函数,采用深度强化学习中的近端策略优化算法训练路由策略。仿真实验结果表明,IRPJTC相比于现有路由方法,能在保证分组传输成功率的同时,使端到端时延降低12.11%,无人机集群能耗降低4.56%,且具备更强的能耗均衡能力。

关键词：无人机集群路由协议拓扑控制近端策略优化深度强化学习

考虑注意力机制的新型深度学习模型预测滑坡位移

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地球科学 2024年第5期49卷 1665-1678页

作者：郭子正杨玉飞何俊黄达河北工业大学土木与交通工程学院天津300401 长安大学土木工程与测绘学院陕西西安710054

现有的基于数据驱动的滑坡位移预测模型大多是基于时间序列数据的单点建模,不能考虑整个边坡的变形相关性和滑坡变形的全局建模.为了克服这一缺点,本研究提出了一种基于时空注意(spatial-temporal attention,STA)机制的深度学习模型,该... 详细信息

现有的基于数据驱动的滑坡位移预测模型大多是基于时间序列数据的单点建模,不能考虑整个边坡的变形相关性和滑坡变形的全局建模.为了克服这一缺点,本研究提出了一种基于时空注意(spatial-temporal attention,STA)机制的深度学习模型,该模型将卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)与长短时记忆(long short-term memory)神经网络相结合.通过CNN和卷积注意力模块提取滑坡位移的空间变形特征,利用时间注意机制和LSTM模型从外部因素的时间序列数据中捕获重要的历史信息.注意力机制输出的注意权重值可以揭示滑坡变形的时间-空间特征.以三峡库区泡桐湾滑坡为例,对该模型的性能进行了验证.结果表明,STA-CNN-LSTM模型预测的均方根误差(RMSE)和平均绝对百分比误差(MAPE)与传统灰狼算法优化的支持向量机(GWO-SVM)模型相比分别下降了9.28%和13.88%.模型因子权重计算结果表明,在监测期内随着时间的推移,降雨对泡桐湾滑坡变形的影响逐渐增加,而库水位的影响逐渐减小.

关键词：滑坡滑坡位移预测深度学习注意力机制权重三峡库区工程地质

基于改进型Super-twisting的双馈感应发电机直接功率控制

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太阳能学报 2024年

作者：李圣清文颜烯黄远鹏周志飞陈欣电传动控制与智能装备湖南省重点实验室湖南工业大学电气与信息工程学院

为提高双馈感应发电机（DFIG）直接功率控制的鲁棒性和抗干扰能力，提出一种改进型超螺旋滑模（STSMC）的直接功率控制（DPC）。首先，建立参数摄动下的DFIG最大功率捕获模型和定子磁场定向的双馈感应发电机模型；然后，将非奇异快速终... 详细信息

为提高双馈感应发电机（DFIG）直接功率控制的鲁棒性和抗干扰能力，提出一种改进型超螺旋滑模（STSMC）的直接功率控制（DPC）。首先，建立参数摄动下的DFIG最大功率捕获模型和定子磁场定向的双馈感应发电机模型；然后，将非奇异快速终端滑模面（NFTSM）与一种改进型超螺旋（Super-twisting）优化算法结合，设计DFIG直接功率控制器（IST-NFTSMC）。其中所设计的非奇异滑模面能有效避免传统滑模控制（SMC）的奇异现象，且改进超螺旋控制律能有效削弱NFTSMC抖振，提高功率控制精度；最后，通过仿真和实验，与PI控制和传统SMC控制相比，该控制能削弱DFIG功率与电流抖振问题，加快其收敛速度，提高DFIG直接功率控制稳态精度。

关键词：双馈感应发电机直接功率控制超螺旋滑模控制定子磁场定向