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多功能生物材料蛛丝蛋白的一级结构特征和生物合成进展

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生物工程学报 2024年第3期40卷 687-704页

作者：林宝杨熊永吉陈惠宇韦晟楠任芃芃成骋何冰芳南京工业大学生物与制药工程学院江苏南京211800 南京工业大学药学院江苏南京211800

蜘蛛丝是已知复合性能最强的天然纤维,兼具极高的抗拉伸强度与韧性,有着“生物钢”之美誉,且具有优良的生物相容性和形状记忆性能,在生物医药、组织工程等多个领域有着巨大的应用潜力。蜘蛛丝由一类富有结构多样性的高分子蛛丝蛋白所组... 详细信息

蜘蛛丝是已知复合性能最强的天然纤维,兼具极高的抗拉伸强度与韧性,有着“生物钢”之美誉,且具有优良的生物相容性和形状记忆性能,在生物医药、组织工程等多个领域有着巨大的应用潜力。蜘蛛丝由一类富有结构多样性的高分子蛛丝蛋白所组成,天然蛛丝蛋白基因GC含量高、重复核心区氨基酸序列高度重复、特定氨基酸含量高以及分子量大等特点给其异源表达带来了较大的困难。本文重点阐述了蛛丝蛋白重复单元中重复核心区特征基序与其结构、纺丝性能和异源表达之间的相关性。对重组蛛丝蛋白的序列进行优化设计,结合异源表达策略,极大地促进了多功能蛛丝蛋白生物合成的发展。本综述可为重组蛛丝蛋白的理性设计与高效合成提供思路。

关键词：重组蛛丝蛋白序列设计表达策略结构特征分类

基于近红外光谱与深度学习的紫菜水分无损检测

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食品工业科技 2024年第21期45卷 190-197页

作者：张雯雯胡亚东孙文珂潘明轩沈照鹏周兴虎钱津王鹏中国海洋大学海德学院山东青岛266104 江苏省沿海开发集团有限公司江苏省沿海开发投资有限公司江苏海洋生物资源创新中心江苏南京210019 中国海洋大学食品科学与工程学院山东青岛266104

为探索近红外光谱结合深度学习网络对紫菜水分定量检测的可行性,本研究检测并收集了479组干条斑紫菜的光谱数据和水分含量数据,分别使用四种方法对其中的光谱数据进行了预处理,并在全波段下建立了四种传统定量水分预测模型和一种卷积神... 详细信息

为探索近红外光谱结合深度学习网络对紫菜水分定量检测的可行性,本研究检测并收集了479组干条斑紫菜的光谱数据和水分含量数据,分别使用四种方法对其中的光谱数据进行了预处理,并在全波段下建立了四种传统定量水分预测模型和一种卷积神经网络(Convolution Neural Networks,CNN)深度学习水分预测模型。对比五种模型预测结果后发现,在S-G平滑结合二阶导数的预处理方法下所建立的CNN模型预测效果最佳,其预测均方根误差(Root-Mean-Square Error of Prediction,RMSEP)值为0.456,预测集决定系数(Coefficient of Determination of Prediction,R_(p)^(2))值为0.990,优化后,该模型的RMSEP值降至0.342,R_(p)^(2)值可以达到0.994(>0.8),同时,外部验证相对误差(Ratio of Performance to Deviation for Validation,RPD)值达6.155(>3),证明了模型实际应用于农业和食品工业的可能性。该CNN模型能够快速、准确、无损地预测条斑紫菜的水分含量,提高了紫菜水分检测的效率和准确性,为相关干制水产品的质量控制提供了重要的参考依据。

关键词：条斑紫菜水分含量近红外光谱深度学习卷积神经网络

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一株降解氯霉素电活性菌株的筛选及其电子传递路径

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生物加工过程 2024年第2期22卷 173-181页

作者：李春蕊胥强程小龙田瑞瑞周俊吴夏芫雍晓雨南京工业大学生物与制药工程学院生物能源研究所江苏南京211800

生物电化学系统能在处理污染物的同时回收清洁电能,为含抗生素废水的高效处理提供了一条新途径,近年来在环境与能源领域受到了广泛关注。从实验室长期稳定运行的微生物燃料电池(MFC)阳极出水中分离一株氯霉素(CAP)高效降解菌株DB-1,根... 详细信息

生物电化学系统能在处理污染物的同时回收清洁电能,为含抗生素废水的高效处理提供了一条新途径,近年来在环境与能源领域受到了广泛关注。从实验室长期稳定运行的微生物燃料电池(MFC)阳极出水中分离一株氯霉素(CAP)高效降解菌株DB-1,根据其形态学特征、生理生化特性、16S rRNA基因序列比对分析,将其鉴定并命名为Raoultella sp DB-1。经研究发现,菌株DB-1在以葡萄糖为碳源且CAP质量浓度为50.0 mg/L的培养基中培养48 h后,CAP降解率达到42.0%。菌株DB-1以直接接触并通过细胞色素c传递电子为主,以分泌电子介体协助胞外电子传递(EET)为辅。构建双室MFC,在阳极中接种菌株Raoultella sp DB-1。在阳极电活性生物膜驯化结束时,MFC的最高输出电压达到(355.0±6.4)mV,随着阳极液中CAP质量浓度的升高(10.0~80.0 mg/L),MFC输出电压出现先下降后上升再下降的趋势,但经驯化的菌株Raoultella sp DB-1电活性生物膜逐渐对CAP有了耐受性,且CAP的生物电化学降解速率也逐渐加快。本研究筛选的菌株Raoultella sp DB-1具有高效降解CAP并同步产电的性能,在含抗生素有机废水的生物电化学处理领域具有较好的应用前景。

关键词： Raoultella sp 氯霉素降解菌产电胞外电子传递

GSH/HAase/pH三重响应纳米诊疗剂用于肿瘤靶向荧光/光声双模成像指导的协同治疗

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化学学报 2024年第8期82卷 903-913页

作者：黄艳琴罗集文李佳启张瑞刘兴奋范曲立黄维南京邮电大学有机电子与信息显示国家重点实验室信息材料与纳米技术研究院南京210023 西北工业大学柔性电子研究院西安710072 东南大学附属中大医院眼科南京210009

本工作构建了一种多功能纳米诊疗剂FePDA/DOX@HA-CYS-TTDPP,用于肿瘤靶向荧光/光声双模态成像指导的光疗/化学动力学治疗/化疗协同治疗.将近红外吸收的吡咯并吡咯二酮衍生物(TTDPP)通过胱胺(CYS)与肿瘤靶向生物大分子透明质酸(HA)偶联,... 详细信息

本工作构建了一种多功能纳米诊疗剂FePDA/DOX@HA-CYS-TTDPP,用于肿瘤靶向荧光/光声双模态成像指导的光疗/化学动力学治疗/化疗协同治疗.将近红外吸收的吡咯并吡咯二酮衍生物(TTDPP)通过胱胺(CYS)与肿瘤靶向生物大分子透明质酸(HA)偶联,得到两亲性聚合物HA-CYS-TTDPP;再与Fe^(3+)配位的聚多巴胺纳米粒子(Fe PDA)以及抗肿瘤药物阿霉素(DOX)进行分子自组装,形成该纳米材料.其光热转换效率达到65.6%,且具有良好的光声性能,这归因于TTDPP和PDA良好的光热转换性能,且Fe^(3+)进一步增强了PDA的光热效应;它还可以对肿瘤微环境的弱酸性pH值、过表达的谷胱甘肽(GSH)和透明质酸酶(HAase)产生三重响应,实现靶向药物控释和荧光激活;Fe^(3+)能与肿瘤中的GSH和H_(2)O_(2)引发芬顿反应,生成具有细胞毒性的·OH,从而产生化学动力学治疗性能.细胞实验证实Fe PDA/DOX@HA-CYS-TTDPP能够智能响应肿瘤微环境而实现靶向荧光成像,并通过光疗/化学动力学治疗/化疗协同治疗有效抑制HeLa肿瘤细胞的增殖.该体系为实现精准高效的肿瘤诊疗拓展了思路.

关键词：肿瘤微环境响应双模态成像光热治疗化学动力学治疗协同治疗

贻贝足蛋白fp-5在大肠杆菌中的表达、修饰与功能分析

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生物加工过程 2024年第1期22卷 25-32页

作者：姚林谢紫莎王瑞张鲁嘉李莎南京工业大学食品与轻工学院江苏南京211800 南京工业大学材料化学工程国家重点实验室江苏南京211800 华东师范大学化学与分子工程学院上海201100

将地中海贻贝足蛋白fp-5与不同细菌来源的酪氨酸酶在大肠杆菌中共表达,通过体内修饰获得性能改善的贻贝足蛋白。在对序列分析和密码子优化的基础上,分别构建包含酪氨酸酶与贻贝足蛋白基因的单载体和双载体共表达系统,以实现其在大肠杆... 详细信息

将地中海贻贝足蛋白fp-5与不同细菌来源的酪氨酸酶在大肠杆菌中共表达,通过体内修饰获得性能改善的贻贝足蛋白。在对序列分析和密码子优化的基础上,分别构建包含酪氨酸酶与贻贝足蛋白基因的单载体和双载体共表达系统,以实现其在大肠杆菌中表达。纯化后的蛋白通过NBT/Gly染色试验和酸-硼酸盐差异光谱法分析,表明fp-5发生了不同程度的羟基化修饰,其中fp-5与来源于多刺疣微菌(Verrucomicrobium spinosum)的酪氨酸酶(TyrVs)共表达得到的5-Vs质量浓度为18.6 mg/L,修饰率达到55.20%,黏附力约为未修饰fp-5的4.6倍。与体外修饰贻贝足蛋白相比,TyrVs体内修饰得到的5-Vs具有广泛的羟基化水平以及优秀的附着力和黏附力,为生物医药等领域提供了一种有潜力的生物胶材料。

关键词：贻贝足蛋白酪氨酸酶共表达大肠杆菌体内修饰

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基于迁移学习的棉/毛纤维自动识别方法

毛纺科技 2024年第6期52卷 83-88页

作者：游小荣李淑芳常州纺织服装职业技术学院江苏常州213164 常州市生态纺织技术重点实验室江苏常州213164

针对纺织品废料中织物纤维手工分类存在效率低、主观性强等问题,提出了一种小样本条件下纺织品废料中棉/毛纤维的自动识别方法。首先使用扫描电子显微镜,对已有的棉/毛纤维进行拍照,形成小样本棉/毛纤维图像集;然后分别加载4种经ImageNe... 详细信息

针对纺织品废料中织物纤维手工分类存在效率低、主观性强等问题,提出了一种小样本条件下纺织品废料中棉/毛纤维的自动识别方法。首先使用扫描电子显微镜,对已有的棉/毛纤维进行拍照,形成小样本棉/毛纤维图像集;然后分别加载4种经ImageNet数据集训练过的模型进行迁移学习,保留或部分微调模型的网络参数,并基于小样本图像集进行训练和验证,生成棉/毛纤维的分类模型;最后基于准确率、精确率和召回率评价指标,对各种分类模型进行对比测试,选出最优分类模型,实现棉/毛纤维的自动识别。经过实验发现ResNetXt50模型在模型训练过程中取得了最高的精确率,其值为97.33%。对测试集进行测试,结果显示通过微调后的4种分类模型中,ResNet50和ResNetXt50的测试准确率可达99.537%,验证了方法的有效性。

关键词：纺织品废料小样本迁移学习预训练模型图像识别

完带汤防治脾虚湿盛型外阴阴道假丝酵母菌病的临床疗效及对DNA损伤的影响

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南京中医药大学学报 2024年第2期40卷 190-195页

作者：韩月沈甦傅捷任青玲南京中医药大学附属医院江苏南京210029 南京中医药大学连云港附属医院江苏连云港222004

目的探讨完带汤治疗脾虚湿盛型外阴阴道假丝酵母菌病(Vulvovaginal candidiasis,VVC)的临床疗效及对DNA损伤的影响。方法将符合纳入标准的70例脾虚湿盛VVC患者随机分为完带汤组和氟康唑组各35例,治疗期间2组各脱落5例。氟康唑组采用150... 详细信息

目的探讨完带汤治疗脾虚湿盛型外阴阴道假丝酵母菌病(Vulvovaginal candidiasis,VVC)的临床疗效及对DNA损伤的影响。方法将符合纳入标准的70例脾虚湿盛VVC患者随机分为完带汤组和氟康唑组各35例,治疗期间2组各脱落5例。氟康唑组采用150 mg氟康唑口服一次;完带汤组采用完带汤口服14 d。治疗后比较2组患者中医证候积分变化情况;评估2组患者临床治愈(Test of cure,TOC)率及临床缓解(Clinical improvement,CI)率;比色法检测阴道灌洗液中8-羟基脱氧鸟苷(8-hydroxydeoxyguanosine,8-OHDG)水平变化以评估DNA损伤情况;治疗后3月评估患者访视临床完全缓解(Follow up,FU)、真菌学转阴及复发率。结果治疗后,2组患者中医证候积分均呈现不同程度改善(P0.05);但完带汤组FU及复发率均显著优于氟康唑组(P<0.05,P<0.01)。治疗后,氟康唑组阴道灌洗液中8-OHDG表达显著增加(P<0.001),完带汤组未见明显变化,显著低于氟康唑组(P<0.001)。结论完带汤总体临床疗效与氟康唑相当,但在改善中医证候、防止复发方面优于氟康唑,同时具有不加剧阴道细胞DNA损伤的优势。

关键词：完带汤外阴阴道假丝酵母菌病 DNA损伤临床疗效

蓝莓乳清蛋白对乳酸菌喷雾干燥过程的保护研究

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食品与发酵工业 2024年

作者：王钰娴刘纤姜慧南邵宇峰黄冬成顾瑞霞王文琼扬州大学食品科学与工程学院黑龙江大三源乳品机械有限公司

该研究以MRS，蓝莓乳清蛋白为乳酸菌的培养基，发酵后再添加不同保护剂，探索喷雾干燥过程对不同培养基培养的菌体活力的影响。结果显示，蓝莓乳清蛋白混合培养液可以促进植物乳杆菌67和副干酪乳杆菌grx701的生长，比MRS培养基发酵样的... 详细信息

该研究以MRS，蓝莓乳清蛋白为乳酸菌的培养基，发酵后再添加不同保护剂，探索喷雾干燥过程对不同培养基培养的菌体活力的影响。结果显示，蓝莓乳清蛋白混合培养液可以促进植物乳杆菌67和副干酪乳杆菌grx701的生长，比MRS培养基发酵样的活菌数多5×108CFU/mL。蓝莓乳清蛋白混合发酵样加保护剂脱脂乳粉12%，谷氨酸钠1.5%，海藻糖4%，甘油4%，进口温度为120 ℃，出口温度60 ℃时的保护效果好，乳酸菌存活率为91%。进口温度150 ℃ 和180 ℃，活菌数也可以达到107CFU/mL。进口温度为150 ℃时蓝莓乳清蛋白混合发酵菌粉颗粒的分散性比120 ℃和180 ℃好，表面光滑。红外光谱显示蓝莓乳清蛋白发酵过程中菌体与乳清蛋白和蓝莓多酚之间的相互作用提高了菌体的耐热能力。

关键词：乳酸菌发酵乳清蛋白蓝莓喷雾干燥

笼养密度对公母分饲黄羽肉鸡生长性能、免疫器官发育、抗氧化能力、肠道组织形态及免疫相关基因mRNA表达的影响

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动物营养学报 2024年第4期36卷 2277-2291页

作者：姬改革巨晓军单艳菊章明邹剑敏屠云洁刘一帆束婧婷庞立川范晨宇江苏省家禽科学研究所江苏省家禽遗传育种重点实验室扬州225125 湖南农业大学动物科技学院长沙410128

本试验旨在探讨笼养密度对公母分饲黄羽肉鸡生长性能、免疫器官发育、抗氧化能力、肠道组织形态及免疫相关基因mRNA表达的影响。选用21日龄黄脚麻鸡720只,3层层叠式笼内饲喂,鸡笼规格为长×宽×高=1.2 m×0.8 m×0.4 m,公鸡和母鸡分开饲... 详细信息

本试验旨在探讨笼养密度对公母分饲黄羽肉鸡生长性能、免疫器官发育、抗氧化能力、肠道组织形态及免疫相关基因mRNA表达的影响。选用21日龄黄脚麻鸡720只,3层层叠式笼内饲喂,鸡笼规格为长×宽×高=1.2 m×0.8 m×0.4 m,公鸡和母鸡分开饲养,均随机分为4组(每组5个重复),笼养密度分别为15(低密度组)、17(中密度组)、19(中高密度组)和21只/m 2(高密度组)。试验期42 d。结果表明:1)对于公鸡,21~42日龄时,高密度组平均日采食量显著低于低密度组和中密度组(P<0.05);43~63日龄时,中高密度组和高密度组平均日采食量显著低于低密度组和中密度组(P<0.05),中高密度组和高密度组平均日增重显著低于低密度组(P<0.05)。对于母鸡,21~42日龄时,中高密度组和高密度组平均日采食量显著低于低密度组(P<0.05),高密度组平均日增重显著低于低密度组(P<0.05);43~63日龄时,高密度组平均日采食量显著低于低密度组和中密度组(P<0.05),中高密度组平均日增重显著低于低密度组(P<0.05)。2)对于公鸡,低密度组肝脏重量显著低于其他各组(P<0.05),肝脏指数显著低于高密度组(P<0.05)。3)对于母鸡,中密度组血清超氧化物歧化酶活性显著高于高密度组(P<0.05),中高密度组血清丙二醛含量显著高于高密度组(P<0.05)。4)对于公鸡,中密度组空肠绒毛高度/隐窝深度显著高于高密度组(P<0.05)。对于母鸡,高密度组十二指肠隐窝深度显著高于中高密度组(P<0.05),中高密度组十二指肠绒毛高度/隐窝深度显著高于高密度组(P<0.05);高密度组空肠绒毛高度显著低于中密度组和中高密度组(P<0.05),高密度组空肠绒毛高度/隐窝深度显著低于低密度组(P<0.05);高密度组回肠隐窝深度显著高于其他各组(P<0.05)。5)对于公鸡,中高密度组空肠肿瘤坏死因子-α(TNF-α)mRNA相对表达量显著高于其他各组(P<0.05)。对于母鸡,中高密度组空肠核因子E2相关因子2(Nrf2)和Toll样受体4(TLR4)mRNA相对表达量显著高于低密度组(P<0.05)。由此可见,高笼养密度会对黄羽肉鸡生长性能、抗氧化能力、肠道组织形态等相关指标产生影响;笼养密度可能通过影响肠道抗氧化和免疫相关基因表达影响黄羽肉鸡肠道免疫功能。

关键词：黄羽肉鸡笼养密度生长性能免疫肠道形态抗氧化基因表达