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基于AAindex数据库和机器学习的酶的热稳定性预测研究

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基于AAindex数据库和机器学习的酶的热稳定性预测研究

作者：李高林浙江科技大学

学位级别：硕士

在酶工程中,定向进化是用于改变酶特性的重要技术手段。通过“突变-筛选”这一自然法则的定向进化方案是目前最广泛使用的改造策略。然而传统的湿实验筛选往往复杂且耗时。在工业应用中,土曲霉的（R）-ω-转氨酶(（R）-ω-transaminase,... 详细信息

在酶工程中,定向进化是用于改变酶特性的重要技术手段。通过“突变-筛选”这一自然法则的定向进化方案是目前最广泛使用的改造策略。然而传统的湿实验筛选往往复杂且耗时。在工业应用中,土曲霉的（R）-ω-转氨酶(（R）-ω-transaminase,（R）-ω-TA)具有较高的对映选择性和产率,展现出较好的应用前景,但由于其热稳定性较差,在实际应用中受到较大限制。因此,提高转氨酶的热稳定性以拓展其在工业应用中的范围,已成为当前研究的重要方向。本论文运用机器学习方法,结合已知的转氨酶热稳定性湿实验数据进行计算机建模,用于预测转氨酶的热稳定性,加速了实验中“突变-筛选”的进程,提高了效率。另外,采用分子动力学模拟研究了（R）-ω-TA预测突变体、实验突变体与野生型的热稳定性差异,对机器学习的预测结果进行了验证。本文的主要工作和成果如下:（1）将多位点组合突变的湿实验数据与机器学习相结合是蛋白质工程中的一种创新方法。在这项研究中,我们采用了一种基于新型蛋白描述符和数字信号处理（Digital signal processing,DSP）的创新序列-活性关系（Innovative sequence-activity relationship,ISAR+）方法,以21个（R）-ω-TA湿实验数据作为输入来构建预测模型,通过预测结果成功地筛选出半衰期更优的突变体。最佳突变体P1的半衰期为107分钟,相较于野生型增加了约15倍。与此同时,ISAR+方法采用新型蛋白描述符和迭代索引的策略,成功地将模型的决定系数（coefficient of determination,R2）从0.66提高到了0.92。（2）通过分子动力学模拟,我们分析了ISAR+方法预测的突变体、实验突变体和野生型的热稳定性差异,如均方根偏差（Root mean square deviation,RMSD）、均方根波动（Root mean square fluctuation,RMSF）、溶剂可及表面积（Solvent accessible surface area,SASA）、氢键（hydrogen bond,H-bond）和回旋半径（radius of gyration,Rg）。结果表明,预测的突变体P1在各项指标中都表现出更高的热稳定性。ISAR+算法在提高（R）-ω-TA热稳定性方面的成功应用,为实验者改造土曲霉（R）-ω-TA的热稳定性提供了更多见解,有助于定向进化筛选,为蛋白质工程开辟了新途径。同时,分子动力学模拟也在验证（R）-ω-TA热稳定性的预测方面提供了辅助手段。

关键词：机器学习热稳定性 (R)-ω-TA 分子动力学模拟

物理-酶耦合修饰大豆蛋白凝胶特性的研究进展

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食品与发酵工业 2024年

作者：于梦丽陈雨林凤岩陈复生河南工业大学粮油食品学院山东凯斯达机械制造有限公司中原食品实验室

大豆蛋白作为优质的天然植物蛋白资源，除了具有良好的营养价值外，还具有独特的功能特性。其中凝胶性作为大豆蛋白重要的功能特性备受关注，但大豆蛋白天然凝胶制品存在稳定性较差、机械强度不高等问题，限制了其在凝胶制品中的应用与... 详细信息

大豆蛋白作为优质的天然植物蛋白资源，除了具有良好的营养价值外，还具有独特的功能特性。其中凝胶性作为大豆蛋白重要的功能特性备受关注，但大豆蛋白天然凝胶制品存在稳定性较差、机械强度不高等问题，限制了其在凝胶制品中的应用与发展。因此，改善其凝胶特性至关重要，以满足市场多样化需求。该文综述了物理修饰、酶修饰以及物理-酶耦合修饰处理对大豆蛋白凝胶特性的影响，总结了不同修饰方法与大豆蛋白凝胶“加工参数-蛋白结构-产品性质”之间的内在联系，阐明了物理-酶耦合修饰对大豆蛋白凝胶特性的影响机制，为高品质大豆蛋白凝胶产品的开发提供理论基础与技术支撑。

关键词：大豆蛋白物理修饰酶修饰凝胶特性物理-酶耦合修饰

景观生态风险演变及其对驱动因素的响应--以北京生态涵养区为例

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中国环境科学 2024年第7期44卷 4031-4041页

作者：高林赵中秋宋东阳裴小龙中国地质大学(北京)土地科学技术学院北京100083 自然资源部土地整治重点实验室北京100035 中国地质调查局廊坊自然资源综合调查中心河北廊坊065000 自然资源要素耦合过程与效应重点实验室北京100055

基于1990~2020年土地利用/覆被数据,建立了景观生态风险评价模型,对30a间北京生态涵养区景观生态风险时空演变特征进行探究,并使用地理探测器模型,分析了自然与人为因素对景观生态风险的驱动作用.结果表明,研究区土地利用类型以林地与... 详细信息

基于1990~2020年土地利用/覆被数据,建立了景观生态风险评价模型,对30a间北京生态涵养区景观生态风险时空演变特征进行探究,并使用地理探测器模型,分析了自然与人为因素对景观生态风险的驱动作用.结果表明,研究区土地利用类型以林地与耕地为主,1990~2020年间,土地利用变化主要呈现林地、建设用地、水域增加,耕地、草地、未利用地减少的趋势.近30a间,景观生态风险持续下降,中、较高、高生态风险区分别下降8.45%、13.66%、8.13%,低、较低生态风险区分别增加2124.34,1247.96km^(2),在空间尺度上呈现正相关性.单因子探测中,人为干扰度、NDVI、高程是驱动景观生态风险变化的主要因素,双因子交互探测结果全部呈现双因子增强和非线性增强,人为干扰度与其他因子相互作用是景观生态风险演变的主要原因.本研究揭示了30a间北京生态涵养区土地利用格局与景观生态风险变化,探究了景观生态风险演变的驱动因素,为北京生态涵养区保持生态稳定、促进绿色发展提供科学依据.

关键词：景观生态风险评价土地利用北京生态涵养区地理探测器

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腹腔巨大包虫病一例误诊

临床误诊误治 2001年第4期14卷 309-309页

作者：邵建军高林凤金昌市第二人民医院甘肃金昌737100

1 临床资料女,48岁.因腹部增大4年,月经紊乱5个月,伴腹痛、腹胀、消瘦3个月入院.4年前发现腹部逐渐增大,未重视.5个月前始经期延长,量多.入院前3个月出现腹部隐痛,腹部增大较快,逐渐出现全腹胀痛,食欲缺乏,身体消瘦.查体:体温36.9℃,脉... 详细信息

1 临床资料女,48岁.因腹部增大4年,月经紊乱5个月,伴腹痛、腹胀、消瘦3个月入院.4年前发现腹部逐渐增大,未重视.5个月前始经期延长,量多.入院前3个月出现腹部隐痛,腹部增大较快,逐渐出现全腹胀痛,食欲缺乏,身体消瘦.查体:体温36.9℃,脉搏100/min,呼吸20/min,血压105/60 mmHg.营养差,消瘦,精神不振,面色萎黄,腹部膨隆,如孕8个月腹型.肝脾触诊不满意,腹部可触及形态不规则、质中等包块,肿物右上方压痛明显,活动度差.查血常规正常,红细胞沉降率120 mm/h,甲胎蛋白(-),癌胚抗原(-);X线胸透未见异常;B超检查腹腔内自子宫后上方至右肝后下方见一多房性囊性肿物,分隔腔约5～8 cm大小,肿物基底部子宫后分隔呈菜花样隆起,与周围组织分界不清;肝胆未见异常.诊断:①卵巢囊腺瘤;②功能性子宫出血;③卵巢癌.行手术治疗.术中见腹腔内少量淡黄色腹水,腹腔被巨大囊性肿物占据,囊壁光滑,白色,较厚,张力大,因探查困难,决定先减压.经保护好周围脏器后吸出囊液,囊液部分清亮、部分为脓性,并见有粉皮样组织,术中诊断为包虫病并感染.行包虫内囊摘除术,清除包虫内容物约4 000 ml,探查见肿物基底部广泛与小肠系膜、右侧后腹膜粘连紧密,上界达肝下,下界达回盲部.右侧卵巢肿大,约4 cm×3 cm大小,成亚铃状,表面紫色隆起,行右侧附件切除.术后病理诊断:①肠系膜包虫病并感染;②右侧卵巢黄体血肿,慢性输卵管炎.患者痊愈出院.2 讨论2.1 本病是我国西北及西南牧区的常见寄生虫病,可发生在任何年龄、性别,以20～40岁多见,主要通过饮食传染,人为中间宿主.包虫病常发生于肝脏,其次为肺、肾、脾、脑、肌肉、眼眶、脊柱等部位,而发生于肠系膜少见,尤其并发妇科疾病时更易误诊.临床症状主要取决于囊肿部位、大小,对周围脏器压迫的程度及其有无并发症.体积较大的包虫可压迫胃肠道,可出现上腹部饱胀、食欲缺乏.发病过程中常见荨麻疹、呼吸困难、咳嗽、发绀等过敏反应,长期患病可出现身体消瘦、贫血等,少数可出现恶病质.主要并发症是包虫继发感染和破裂,如果感染局限于包囊内,腹膜刺激征及全身症状不明显.诊断首选B超检查,其次为包虫囊液皮内试验,常用治疗方法是内囊摘除术[1].2.2 误诊原因:①专科经验的局限性.患者为女性入住妇科,医师常考虑妇科疾病,满足于凭经验做出诊断,忽略了对其他诊断的再思考.②过于依赖辅助检查,盲目相信B超检查的结果,缺乏独立思考、全面分析.文献报道专科医院影像学诊断的误差为15%[2],综合医院则更高.③缺乏对本病的认识.患者生活在非牧区,世代务农,无频繁接触牛羊病史,加之病史较长,伴随妇科症状,影响了医师的诊治思维过程.如果对流行病学、地方病有所认识,术前应请普外科会诊,则有可能避免误诊.所幸的是术前未作腹腔穿刺,避免了囊液外溢,否则,将造成严重后果.

关键词：腹腔包虫病诊断误诊病例报告

基于比例谐振内模扩张状态观测器的PMLSM推力波动抑制策略

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电工技术学报 2024年第8期39卷 2449-2458页

作者：张国强赵新茹张恒王高林徐殿国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

定位力是永磁同步直线电机(PMLSM)产生推力波动的主要原因,导致振动和噪声,恶化驱动系统运行性能。针对这一问题,该文提出一种基于比例谐振内模扩张状态观测器(PR-IMESO)的PMLSM推力波动抑制策略以提高系统控制精度和运行性能。首先,对P... 详细信息

定位力是永磁同步直线电机(PMLSM)产生推力波动的主要原因,导致振动和噪声,恶化驱动系统运行性能。针对这一问题,该文提出一种基于比例谐振内模扩张状态观测器(PR-IMESO)的PMLSM推力波动抑制策略以提高系统控制精度和运行性能。首先,对PMLSM推力波动进行建模与分析,针对推力波动中占比较大的定位力分量,根据内模原理研究考虑定位力模型的内模扩张状态观测器(IMESO),并在观测器中引入谐振项以加强对二次脉动定位力的抑制。所提出抑制策略对PMLSM定位力具有良好的观测及补偿能力,还可对其余未建模的复杂动子推力波动进行抑制,具有较好的推力波动整体抑制效果。最后,在一台750 W的PMLSM实验平台上验证所提出抑制策略的有效性。

关键词：永磁同步直线电机定位力比例谐振内模扩张状态观测器推力波动抑制

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治疗股骨粗隆间骨折手术配合体会

实用骨科杂志 2003年第6期9卷 566-566页

作者：刘春燕高林凤山西医科大学第二医院山西太原030001

股骨粗隆间骨折是中老年人常见的一种损伤.随着人们生活水平的提高、寿命的延长,发病率日渐增高,自1997年～2002年,我院应用动力加压螺钉(DHS)治疗股骨粗隆间骨折50 例,此手术操作方便、组织创伤小、固定牢靠、愈合周期短、治疗效果满意... 详细信息

股骨粗隆间骨折是中老年人常见的一种损伤.随着人们生活水平的提高、寿命的延长,发病率日渐增高,自1997年～2002年,我院应用动力加压螺钉(DHS)治疗股骨粗隆间骨折50 例,此手术操作方便、组织创伤小、固定牢靠、愈合周期短、治疗效果满意.动力加压螺钉(DHS)治疗股骨粗隆间骨折的手术配合报告如下:

关键词：治疗股骨粗隆间骨折手术配合临床资料动力加压螺钉 DHS

小球藻-好氧污泥耦合颗粒的培养及处理特性研究

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工业水处理 2024年第9期44卷 160-168页

作者：高林利何成达程琪扬州大学环境科学与工程学院江苏扬州225100

在实验室条件下培养出好氧颗粒污泥作为生物载体,接种小球藻形成菌藻共生颗粒污泥(Algal-bacterial granular sludge,ABGS),探究不同光照强度对ABGS系统去除污染物效果的影响,重点考察了5 klx光照强度下小球藻对ABGS系统处理能力的增强... 详细信息

在实验室条件下培养出好氧颗粒污泥作为生物载体,接种小球藻形成菌藻共生颗粒污泥(Algal-bacterial granular sludge,ABGS),探究不同光照强度对ABGS系统去除污染物效果的影响,重点考察了5 klx光照强度下小球藻对ABGS系统处理能力的增强作用。结果表明,在0~100 klx光照强度范围内,ABGS对COD、TN和TP的去除率分别为87.01%~95.32%、53.14%~89.37%和32.49%~99.40%,同步硝化反硝化率(SND)为7.70%~83.66%;而单一小球藻系统对TP和TN的去除率仅为20%~30%,对COD去除效果不明显。在一定光照强度范围内,小球藻可以提高水中DO,并通过促进ABGS系统中细菌的代谢速率来促进污染物的降解。随着光照强度的增强,ABGS系统对COD和TP的去除率上升,对TN的去除率下降,SND下降。过低或过高的光照强度均会抑制小球藻的光合作用甚至使其死亡,导致ABGS破裂解体,系统崩溃,污染物去除效果变差。高通量分析表明,藻类的加入进一步扩大了与氮磷代谢相关的菌种相对丰度,增强了系统的脱氮除磷效果。

关键词： ABGS系统好氧颗粒污泥菌藻共生脱氮除磷

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仓库多机器人拣选任务的强繁殖遗传算法规划

机械设计与制造 2024年

作者：高林国于薇占华林江西陶瓷工艺美术职业技术学院江西科技师范大学

为了减小智能仓库拣选机器人的行驶路径，提出了基于强繁殖遗传算法的多机器人拣选任务规划方法。介绍了多机器人系统的混合式控制与智能仓库运行流程，建立了智能仓库的栅格环境模型。以减小机器人行驶路径长度为目标，建立了拣选任务... 详细信息

为了减小智能仓库拣选机器人的行驶路径，提出了基于强繁殖遗传算法的多机器人拣选任务规划方法。介绍了多机器人系统的混合式控制与智能仓库运行流程，建立了智能仓库的栅格环境模型。以减小机器人行驶路径长度为目标，建立了拣选任务规划的优化模型。在遗传算法中定义了染色体的繁殖能力，根据繁殖能力将染色体分为传统群和加强群；传统群使用传统提出操作方式，维持其较强的繁殖能力；提出了强繁殖交叉和变异方式，从而强制提高加强群的繁殖能力。将强繁殖遗传算法应用于智能仓库拣选任务规划，传统遗传算法任务规划的机器人路径长度为63.0103，强繁殖遗传算法任务规划的路径长度为55.9496，比传统算法减少了11.21%，且强繁殖遗传算法的收敛速度高于传统遗传算法。仿真结果验证了强繁殖遗传算法在智能仓库拣选任务规划中的优越性。

关键词：智能仓库任务规划强繁殖遗传算法加强群繁殖能力

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儿童骨折的损伤特点及治疗趋势

中华创伤骨科杂志 2024年第5期26卷 374-377页

作者：林凤飞卢育南陈顺有福州市第二总医院小儿骨科福建省小儿骨科临床重点专科福建省创伤骨科急救与康复临床医学研究中心福州350007

全国每年约有500万的儿童发生骨折,其骨折的损伤模式不同于成人,诊断治疗具有特殊性[1]。据中国医师协会骨科医师分会小儿骨科工作委员会的统计数据,2023年国内专业从事儿童骨科的医师人数不足2000人,且主要集中在一、二线城市,很多医... 详细信息

全国每年约有500万的儿童发生骨折,其骨折的损伤模式不同于成人,诊断治疗具有特殊性[1]。据中国医师协会骨科医师分会小儿骨科工作委员会的统计数据,2023年国内专业从事儿童骨科的医师人数不足2000人,且主要集中在一、二线城市,很多医院的儿童骨折由成人骨科医生来处理,了解儿童骨折的特殊性,掌握其治疗原则,是广大骨科医师的必修课。在2023年2期小儿骨科重点刊,我们就儿童最好发的"肘部损伤"做了总结[2],本期重点刊组稿我们就儿童骨折的"损伤特点及治疗趋势"为主题,向广大骨科医师介绍儿童骨折的治疗原则和注意事项,希望大家能熟练掌握儿童创伤的诊治特点,并提倡小儿骨科的标准化、专业化治疗。

关键词：中国医师协会骨科医师小儿骨科损伤特点儿童骨折骨科医生肘部损伤诊治特点