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Screening antimicrobial peptides and probiotics using multiple deep learning and directed evolution strategies

Acta Pharmaceutica Sinica B 2024年第8期14卷 3476-3492页

作者： Yu Zhang Li-hua Liu Bo Xu Zhiqian Zhang Min Yang Yiyang He Jingjing Chen Yang Zhang Yucheng hu Xipeng Chen Zitong Sun Qijun Ge Song Wu Wei Lei Kaizheng Li hua Cui Gangzhu Yang Xuemei Zhao Man Wang Jiaqi Xia Zhen Cao Ao Jiang Yi-Rui Wu Tidetron Bioworks technology(Guangzhou)Co. Ltd.Guangzhou Qianxiang Bioworks Co.Ltd.Guangzhou 510000China Biology Department and Institute of Marine sciences College of ScienceShantou UniversityShantou 515063China School of Basic Medical sciences Hubei University of Science and TechnologyXianning 437100China School of Education Jianghan UniversityWuhan 430056China Yeasen Biotechnology(Shanghai)Co. Ltd.Shanghai 200000China School of Basic Medicine Jiamusi UniversityJiamusi 154000China

Owing to their limited accuracy and narrow applicability,current antimicrobial peptide(AMP)prediction models face obstacles in industrial *** address these limitations,we developed and improved an AMP prediction model using Comparing and Optimizing Multiple DEep Learning(COMDEL)algorithms,coupled with high-throughput AMP screening method,finally reaching an accuracy of 94.8%in test and 88%in experiment verification,surpassing other state-of-the-art *** conjunction with COMDEL,we employed the phage-assisted evolution method to screen Sortase in vivo and developed a cell-free AMP synthesis system in vitro,ultimately increasing AMPs yields to a range of 0.5-2.1 g/L within ***,by multi-omics analysis using COMDEL,we identified Lactobacillus plantarum as the most promising candidate for AMP generation among 35 edible *** this,we developed a microdroplet sorting approach and successfully screened three *** mutants,each showing a twofold increase in antimicrobial ability,underscoring their substantial industrial application values.

关键词： Antimicrobial peptide Deep learning Cell-free synthesis Probiotics L.plantarum

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考虑海铁联运的集装箱码头泊位分配优化

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重庆交通大学学报（自然科学版） 2024年第1期43卷 46-51,66页

作者：户佐安孙燕耿成西南交通大学交通运输与物流学院四川成都611756 西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室四川成都611756 西南交通大学综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室四川成都611756

在海铁联运背景下,协同考虑到港船舶及铁路班列特点,优化集装箱码头泊位分配,对于提高港口作业效率至关重要。在满足码头岸线、泊位水深、岸桥等资源约束前提下,综合考虑船舶服务优先级和偏好泊位、铁路集装箱班列到发时间等约束,以船... 详细信息

在海铁联运背景下,协同考虑到港船舶及铁路班列特点,优化集装箱码头泊位分配,对于提高港口作业效率至关重要。在满足码头岸线、泊位水深、岸桥等资源约束前提下,综合考虑船舶服务优先级和偏好泊位、铁路集装箱班列到发时间等约束,以船舶在港停留时间和泊位偏移惩罚时间最小为优化目标,建立海铁联运集装箱码头泊位分配优化模型;针对模型特点,设计自适应遗传算法进行求解,选取计划周期48 h内的到港船舶数据进行案例分析,通过MATLAB数值实验,得到符合船舶服务优先级和泊位偏好要求且契合铁路班列开行计划的海铁联运码头泊位分配方案。数值实验结果表明:在海铁联运协同优化条件下,船舶平均等泊时间为2.9 min,最大等泊时间为11.4 min,同时船舶的靠泊位置与偏好泊位之间的距离均不超过100 m,船舶在港的停留时间及偏好泊位差都得到了较好的控制。研究可进一步优化海铁联运集装箱码头泊位分配方案,有利于提高海铁联运集装箱在港转运效率。

关键词：交通运输工程海铁联运协同优化泊位分配自适应遗传算法铁路班列开行计划

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复合战斗部侵彻引信分布式探测过载响应

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探测与控制学报 2024年第1期46卷 54-62页

作者：胡越孙航李长生南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室江苏南京210014

针对复合战斗部高速侵彻多层目标时,传统弹底引信过载信号出现振荡信号混叠,难以精确计层的问题,提出通过研究不同部位过载响应以提高计层精度。建立了复合战斗部分布式引信系统模型以及复合战斗部侵彻5层钢筋混凝土靶有限元模型,分析... 详细信息

针对复合战斗部高速侵彻多层目标时,传统弹底引信过载信号出现振荡信号混叠,难以精确计层的问题,提出通过研究不同部位过载响应以提高计层精度。建立了复合战斗部分布式引信系统模型以及复合战斗部侵彻5层钢筋混凝土靶有限元模型,分析数值仿真获得的弹体过载信号,得到应力波在弹体中的传播规律:弹速越大,靶间距越小,弹长越长;层间飞行过程中应力波在弹体内部循环次数越少,侵彻过程更加明显;从频域角度分析了不同部位三轴过载信号的相关性,发现径向振荡对轴向过载有很大影响;对比900,1300,1700 m/s速度下不同部位过载信号,发现复合战斗部高速侵彻目标时弹体前段过载响应优于弹尾。获得了复合战斗部应力波传播规律,总结了不同部位过载响应特征异同,为基于分布式探测、数据融合的侵彻过程识别提供仿真数据支撑。

关键词：复合战斗部侵彻引信分布式探测多部位过载响应应力波

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双锚片螺旋锚倾斜拉拔承载特性与承载力计算方法研究

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岩土力学 2024年第6期45卷 1661-1674,1685页

作者：胡伟李砥柱林志冯世进黄勇祥湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室湖南湘潭411201 同济大学地下建筑与工程系上海200092 中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司湖南长沙410007

目前对多锚片螺旋锚倾斜拉拔承载特性机制的认识尚不全面,承载力计算方法也还不成熟。采用自制模型试验装置开展了双锚片螺旋锚的多角度倾斜拉拔模型试验,分析了荷载倾角、埋深比对荷载−位移曲线和抗拔承载力因子的影响规律。通过量化... 详细信息

目前对多锚片螺旋锚倾斜拉拔承载特性机制的认识尚不全面,承载力计算方法也还不成熟。采用自制模型试验装置开展了双锚片螺旋锚的多角度倾斜拉拔模型试验,分析了荷载倾角、埋深比对荷载−位移曲线和抗拔承载力因子的影响规律。通过量化水平向和竖向的控制程度分析了两个方向的耦合效应;基于数值模拟标定了锚片间距和荷载倾角对锚片上土压力的影响,提出了锚片上土压力影响系数计算方法,引入考虑位移影响的土压力近似计算方法和p-y曲线法,构建了双锚片螺旋锚倾斜拉拔力学模型,提出了双锚片螺旋锚倾斜拉拔承载力计算方法和相应步骤,并在3个试验案例的计算中取得了较好的效果。所提模型和计算方法的研究思路可推广至其他多锚片的情况,但螺旋锚需满足属于刚性短桩的前提条件。

关键词：螺旋锚倾斜拉拔模型试验锚片间距承载力

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基于深度学习的循环自动调度研究

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小型微型计算机系统 2024年第7期45卷 1770-1777页

作者：胡煜霄郑启龙中国科学技术大学计算机科学与技术学院合肥230026 中国科学技术大学高性能计算安徽省重点实验室合肥230026

循环代码的自动调度问题是编译优化领域中的热门问题,然而当前大部分此类研究都基于不同领域的领域特定语言或编程框架,缺乏对通用编程语言的支持.本文提出了一个面向通用编程语言的循环自动调度框架.该自动调度框架使用蒙特卡洛树搜索... 详细信息

循环代码的自动调度问题是编译优化领域中的热门问题,然而当前大部分此类研究都基于不同领域的领域特定语言或编程框架,缺乏对通用编程语言的支持.本文提出了一个面向通用编程语言的循环自动调度框架.该自动调度框架使用蒙特卡洛树搜索算法对循环调度空间进行高效的搜索,在搜索样本评估阶段,本文利用深度学习技术为循环调度构建了基于Tree-LSTM的代价模型对搜索过程进行指导以加速搜索过程.经实验验证,本文提出的自动调度框架能够达到优于前沿的启发式循环优化编译器Polly的优化效果,同时本文构建的代价模型能够在10%以内的调度性能损失的前提下显著提升调度搜索过程的效率.

关键词：自动调度编译优化蒙特卡洛树搜索深度学习长短期记忆网络

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单层MoS_(2)表面Fe,Ir掺杂对NO吸附与直接解离反应性能提升的理论计算

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吉林大学学报（理学版） 2024年第1期62卷 165-173页

作者：肖香珍胡林峰河南科技学院化学与化工学院河南新乡453003

用密度泛函理论中广义梯度近似下的PW91方法,结合周期性平板模型,研究NO分子在掺杂体系TM-MoS_(2)(TM=Fe,Ir)表面的吸附和解离行为.结果表明:与完整MoS_(2)表面的物理吸附(-0.05 eV)不同,Fe,Ir掺杂MoS_(2)表面NO吸附能分别为-3.30,-3.17... 详细信息

用密度泛函理论中广义梯度近似下的PW91方法,结合周期性平板模型,研究NO分子在掺杂体系TM-MoS_(2)(TM=Fe,Ir)表面的吸附和解离行为.结果表明:与完整MoS_(2)表面的物理吸附(-0.05 eV)不同,Fe,Ir掺杂MoS_(2)表面NO吸附能分别为-3.30,-3.17 eV,说明掺杂表面对NO表现出优异的吸附性能;差分电荷密度分析表明,NO分子吸附后,N原子与掺杂原子Fe,Ir的中间出现电荷增加,形成共价键,掺杂原子周围电荷减少;态密度计算结果表明,NO在掺杂TM-MoS_(2)(TM=Fe,Ir)表面的吸附主要是N原子的2py,2px与掺杂原子Fe的3d_(xy),3d_(yz),3d_(xz)以及Ir的5d_(xy),5d_(yz),5d_(xz)轨道之间存在较强的相互作用;比较分析解离反应的活化能结果表明,相对贵金属Ir,掺杂廉价的Fe后,NO在Fe-MoS_(2)比在Ir-MoS_(2)表面解离的活化能小,且在Fe-MoS_(2)表面的吸附能与活化能非常接近,仅相差0.08 eV,表明在该体系中NO的吸附与解离存在相互竞争.

关键词： Fe Ir掺杂单层MoS_(2) 一氧化氮吸附与解离密度泛函理论

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基于改进TextRank的科技文本关键词抽取方法

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计算机应用 2024年第6期44卷 1720-1726页

作者：杨冬菊胡成富北方工业大学信息学院北京100144 大规模流数据集成与分析技术北京市重点实验室(北方工业大学) 北京100144

针对科技文本关键词抽取任务中抽取出现次数少但能较好表达文本主旨的词语效果差的问题,提出一种基于改进TextRank的关键词抽取方法。首先,利用词语的词频-逆文档频率(TF-IDF)统计特征和位置特征优化共现图中词语间的概率转移矩阵,通过... 详细信息

针对科技文本关键词抽取任务中抽取出现次数少但能较好表达文本主旨的词语效果差的问题,提出一种基于改进TextRank的关键词抽取方法。首先,利用词语的词频-逆文档频率(TF-IDF)统计特征和位置特征优化共现图中词语间的概率转移矩阵,通过迭代计算得到词语的初始得分;然后,利用K-Core(K-Core decomposition)算法挖掘KCore子图得到词语的层级特征,利用平均信息熵特征衡量词语的主题表征能力;最后,在词语初始得分的基础上融合层级特征和平均信息熵特征,从而确定关键词。实验结果表明,在公开数据集上,与TextRank方法和OTextRank(Optimized TextRank)方法相比,所提方法在抽取不同关键词数量的实验中,F1均值分别提高了6.5和3.3个百分点;在科技服务项目数据集上,与TextRank方法和OTextRank方法相比,所提方法在抽取不同关键词数量的实验中,F1均值分别提高了7.4和3.2个百分点。实验结果验证了所提方法抽取出现频率低但较好表达文本主旨关键词的有效性。

关键词：科技文本关键词抽取 TextRank K-Core图平均信息熵

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能量选择电磁防护方法理论与应用

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电波科学学报 2024年第3期39卷 385-394,431页

作者：刘培国虎宁国防科技大学长沙410000 战略支援部队信息工程大学郑州450001

随着信息技术的发展,电磁空间逐渐成为国家重大公共基础设施及信息网络的基石。近年来,强电磁源生成技术加速发展,对电磁空间安全形成严重威胁,开展强电磁防护技术研究具有迫切的现实需求。能量选择防护方法是一种新型自适应强电磁防护... 详细信息

随着信息技术的发展,电磁空间逐渐成为国家重大公共基础设施及信息网络的基石。近年来,强电磁源生成技术加速发展,对电磁空间安全形成严重威胁,开展强电磁防护技术研究具有迫切的现实需求。能量选择防护方法是一种新型自适应强电磁防护方法,突破了电子设备前门防护“能防”和“兼容”的难题,为强电磁防护提供了新的技术思路。本文对能量选择防护方法进行了系统综述,首先详细介绍了能量选择防护的内涵和相关概念;其次以能量选择表面为例阐述了其工作原理与实现方式,在此基础上对能量选择防护方法的研究现状和最新成果进行介绍,梳理了能量选择防护方法的发展脉络;最后,对能量选择防护方法的未来研究方向进行了展望。

关键词：电磁安全强电磁防护前门防护能量选择自适应响应

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动、植物蛋白的酰化改性及其应用研究进展

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食品科学 2024年第16期45卷 337-346页

作者：姚璇吕晓慧金永国胡敢华中农业大学食品科学技术学院湖北武汉430070 成都大学食品与生物工程学院农业农村部杂粮加工重点实验室四川成都610000

蛋白质酰化改性是一种常见的蛋白质化学修饰方法,可以有效提高蛋白质的功能特性,近年来在食品加工领域得到了广泛应用。酰化对蛋白质的改性效果与修饰程度有关,低酰化度改性能显著改善蛋白质的溶解性、热稳定性、起泡性、乳化性、凝胶... 详细信息

蛋白质酰化改性是一种常见的蛋白质化学修饰方法,可以有效提高蛋白质的功能特性,近年来在食品加工领域得到了广泛应用。酰化对蛋白质的改性效果与修饰程度有关,低酰化度改性能显著改善蛋白质的溶解性、热稳定性、起泡性、乳化性、凝胶性、成膜性及营养品质。本文综述酰化修饰对蛋白质结构、理化性质和功能特性的影响,以及酰化蛋白质在食品和其他领域的应用,以期为蛋白质改性研究提供理论参考。

关键词：动物蛋白植物蛋白化学修饰酰化改性功能特性食品加工

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钢纤维形状和养护制度对超高性能混凝土强度及韧性的影响

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材料导报 2024年第15期38卷 135-145页

作者：陈聪聪吴泽媚胡翔史才军湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082 湖南省绿色先进土木工程材料国际科技创新合作基地长沙410082

热养护和掺加异形钢纤维是提高超高性能混凝土(UHPC)强度并改善韧性的有效技术手段。研究了养护制度(标准养护28 d、90℃蒸汽养护2 d、90℃热水养护2 d)和钢纤维形状(平直形、波纹形、端钩形)对UHPC立方体抗压强度、单轴抗压强度、抗折... 详细信息

热养护和掺加异形钢纤维是提高超高性能混凝土(UHPC)强度并改善韧性的有效技术手段。研究了养护制度(标准养护28 d、90℃蒸汽养护2 d、90℃热水养护2 d)和钢纤维形状(平直形、波纹形、端钩形)对UHPC立方体抗压强度、单轴抗压强度、抗折性能的影响,采用ASTM C1018、JSCE-SF4、修正的Post-Crack Energy Ratio(PCER)三种韧性表征方法对UHPC弯曲韧性进行评价,并借助三维光学扫描仪定量表征了掺加不同形状钢纤维的UHPC断裂面粗糙度。结果表明,相较于28 d标准养护,2 d热水养护和2 d蒸汽养护均能在一定程度上提高UHPC力学性能,且对UHPC抗折性能的提升较为显著。与掺平直形钢纤维的UHPC相比,掺端钩形钢纤维的UHPC的抗折强度和PCER韧性指标分别提升46.26%~58.82%和32.77%~39.81%,断裂面粗糙度提高41.67%;粗糙度参数与弯曲韧性具有良好的指数关系,可用于UHPC韧性的表征。此外,单轴抗压强度与立方体抗压强度存在线性关系,相关系数为0.83~0.93。采用ASTM C1018和PCER方法计算出的韧性结果与采用4 mm挠度处荷载-位移曲线包围的面积和抗折性能指标结果基本一致,提出的PCER方法引入初始弯曲韧度比来表征UHPC达到峰值挠度前的弯曲韧性,使得计算结果更为准确。

关键词：超高性能混凝土(UHPC) 养护制度钢纤维形状强度韧性

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