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基于拓扑分析方法鉴定与胃癌相关的生物标志物

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基因组学与应用生物学 2024年第2期43卷 284-297页

作者：马华赵成文马俊宁夏理工学院理学与化学工程学院石嘴山753099 兰州大学信息科学与工程学院兰州730013

胃癌(gastric cancer,GC)是最常见的恶性肿瘤之一。由于GC发病隐匿的特性,其早期检测困难。因此,研究与GC早期诊断和预后相关的生物标志物至关重要。从GEO数据库下载了3组基因表达数据集GSE79973、GSE19826和GSE13911,通过Limma包筛选... 详细信息

胃癌(gastric cancer,GC)是最常见的恶性肿瘤之一。由于GC发病隐匿的特性,其早期检测困难。因此,研究与GC早期诊断和预后相关的生物标志物至关重要。从GEO数据库下载了3组基因表达数据集GSE79973、GSE19826和GSE13911,通过Limma包筛选差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),并使用DEGs、STRING V11数据库和Cytoscape构建了DEGs的蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络,通过4种拓扑分析方法取交集筛选hub基因,并通过单变量Cox分析、多变量Cox分析、Lasso回归分析、生存分析、通路分析以及文献法验证hub基因。从3个数据集中分别筛选了1599个、333个和662个DEGs。通过拓扑分析方法筛选了4个hub基因,即CDK1、AURKA、PTTG1和UBE2C。GO和KEGG富集分析结果表明4个hub基因参与了细胞外基质-受体相互作用、糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路、小细胞肺癌和蛋白质消化吸收等通路。生存分析结果表明4个hub基因与GC患者的总体生存显著相关,其中CDK1、PTTG1和UBE2C高表达组的生存率显著低于低表达组的,说明这3个hub基因高表达与GC患者的不良预后相关。通过单变量Cox分析、多变量Cox分析和Lasso回归分析验证了CDK1、UBE2C和PTTG1可能是GC患者的潜在预后标志物。为了进一步支撑结果的可靠性,采用文献验证法从生物实验的角度验证了4个hub基因与GC的发生发展密切相关。因此,CDK1、PTTG1和UBE2C最有可能作为GC患者的潜在预后标志物。

关键词：胃癌 hub基因拓扑分析生物标志物

羟基磷灰石-β-环糊精复合微球合成与性能研究

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深圳大学学报(理工版) 2024年

作者：袁秋华王涛余宏代小毅吴晓婉吴文珊简友亮杨袁李瑞龙钟骏熙夏贤友 1.深圳大学化学与环境工程学院 2.湖北理工学院化学与化工学院深圳大学化学与环境工程学院湖北理工学院化学与化工学院

以十二烷基磺酸钠（sodium dodecyl sulfonate, SDS）和脯氨酸（proline, Pro）作为模板剂，通过水热沉淀法合成碳酸钙微球，再通过水热法以离子交换方式将具有空腔结构的HA与β-环糊精（β-cyclodextrin, β-CD）进行复合，探究合成条... 详细信息

以十二烷基磺酸钠（sodium dodecyl sulfonate, SDS）和脯氨酸（proline, Pro）作为模板剂，通过水热沉淀法合成碳酸钙微球，再通过水热法以离子交换方式将具有空腔结构的HA与β-环糊精（β-cyclodextrin, β-CD）进行复合，探究合成条件变化对微球的形貌影响，成功制备出形貌良好，分散性好，性能优良的HA-(β-CD)复合微球，并使用X射线衍射，扫描电子显微镜，紫外可见分光度计等测试方法对所制备的样品进行分析和表征研究，再以姜黄素作为负载药物进行了载药性能的测试，对其两个主要指标即载药量和包封率进行了对比研究，同时对HA-(β-CD)微球在体外药物释放实验中的表现进行分析探究.结果表明，环糊精质量分数在20%～30%，水热反应时间为6 h时，所制得的HA-(β-CD)复合微球的形貌良好，分散性好，复合微球的粒径主要分布在6.40～13.90μm，粒径大小均匀且具有空腔结构；载药性能测试结果表明，β-环糊精的掺入可以有效提升复合微球的药物包封效率和载药量，当β-环糊精质量分数占比为30%时，载药量可以达到5.03%±0.37%，包封率可达到37.67%±1.37%；药物体外释放性能测试结果显示，合成的HA-(β-CD)复合微球能明显缓解传统HA载药微球的突释现象，延长药物作用时间，具备良好的缓释性能．HA-(β-CD)复合微球改善了纯HA载药微球易突释，载药量低，作用时间短等问题．因此，HA-(β-CD)复合微球具备良好的医用价值和应用潜力.

关键词：生物医用材料复合微球羟基磷灰石 β-环糊精模板法载药性能姜黄素

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低共熔溶剂分离木质纤维组分的研究进展

应用化工 2024年

作者：谈昕汪祥忠陈颖吴萱罗京张琴李艳宾盛烨泉安徽工程大学生物与食品工程学院江苏理工学院资源循环与工程专业

简述了低共熔溶剂（DES）预处理对木质纤维中半纤维素、木质素、纤维素的选择性溶解和分离效果；基于半纤维素、木质素、纤维素的相互结合方式和结构特征，对比叙述了包括羧酸、多元醇、酰胺、三元及多元DES等不同DES预处理的优势及其... 详细信息

简述了低共熔溶剂（DES）预处理对木质纤维中半纤维素、木质素、纤维素的选择性溶解和分离效果；基于半纤维素、木质素、纤维素的相互结合方式和结构特征，对比叙述了包括羧酸、多元醇、酰胺、三元及多元DES等不同DES预处理的优势及其对于木质纤维组分尤其是半纤维素和木质素的特异性影响，及其对后续酶水解的增益效果。总结了行业内已有的DES预处理在实现木质纤维各组分分离的基础上的其他用途，并展望了DES预处理可能为木质纤维高值化应用前景起到的基础性作用。

关键词：低共熔溶剂木质纤维素预处理酶水解

基于卷积神经网络的超分辨率失真控制图像重构研究

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包装工程 2024年第7期45卷 222-233页

作者：舒忠郑波儿荆楚理工学院电子信息工程学院湖北荆门448000 荆门融媒网络科技有限公司湖北荆门448000

目的解决超分辨率图像重构模型中存在的功能单元之间关联性差,图像色度特征提取完整性不强、超分辨率重构失真控制和采样过程残差控制偏弱等问题。方法通过在卷积神经网络模型引入双激活函数,提高模型中各功能单元之间的兼容连接性;引... 详细信息

目的解决超分辨率图像重构模型中存在的功能单元之间关联性差,图像色度特征提取完整性不强、超分辨率重构失真控制和采样过程残差控制偏弱等问题。方法通过在卷积神经网络模型引入双激活函数,提高模型中各功能单元之间的兼容连接性;引用密集连接卷积神经网络构建超分辨率失真控制单元,分别实现对4个色度分量进行卷积补偿运算;将残差插值函数应用于上采样单元中,使用深度反投影网络规则实现超分辨率色度特征插值运算。结果设计的模型集联了内部多个卷积核,实现了超分辨率色度失真补偿,使用了统一的处理权值,确保了整个模型内部组成单元的有机融合。结论相关实验结果验证了本文图像重构模型具有良好可靠性、稳定性和高效性。

关键词：卷积神经网络超分辨率激活函数转置卷积深度反投影网络模型图像重构

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虾壳源蛋白水解物降糖降脂活性评价及肽序分析

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食品与机械 2024年第4期40卷 148-157页

作者：韩鹏薇易彤李虹辉吴昊李彦褚武英长沙理工大学食品与生物工程学院湖南长沙410114 长沙学院生物与化学工程学院湖南长沙410022

目的:采用酶解法制备克氏原螯虾壳蛋白水解物(Procambarus clarkii shell protein hydrolysates,PCSPHs),并分析其体外降糖降脂活性及肽序。方法:分别采用胃蛋白酶、碱性蛋白酶、胰蛋白酶、风味蛋白酶和木瓜蛋白酶水解制备不同虾壳蛋白... 详细信息

目的:采用酶解法制备克氏原螯虾壳蛋白水解物(Procambarus clarkii shell protein hydrolysates,PCSPHs),并分析其体外降糖降脂活性及肽序。方法:分别采用胃蛋白酶、碱性蛋白酶、胰蛋白酶、风味蛋白酶和木瓜蛋白酶水解制备不同虾壳蛋白水解物,分析其体外降糖降脂活性和肽序列;运用Peptide Ranker及BIOPEP-UWM网站在线分析,再以核受体PPARγ配体结合区域的晶体结构作为靶点,使用Autodock vina进行分子对接模拟,获得具有潜在降糖降脂活性的虾壳肽。结果:胃蛋白酶水解物(PEP-PCSPHs)对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性具有较强的抑制作用,IC 50值分别为(5.42±0.05),(7.11±1.01)mg/mL;胰蛋白酶水解物(TRY-PCSPHs)对胰脂肪酶活性具有最强的抑制能力,IC 50值为(4.71±1.12)mg/mL,且对甘氨胆酸钠表现出最好的体外结合效果。此外,经质谱鉴定PEP-PCSPHs和TRY-PCSPHs中分别得到3391,2086条肽序;通过在线网站预测和分子对接筛选出多条均能与PPARγ结合的降糖降脂虾壳活性肽(PCSAPs)。结论:酶解克氏原螯虾壳制备的虾壳蛋白水解物具有潜在的降糖降脂活性,可能改善糖脂代谢紊乱。

关键词：克氏原螯虾壳蛋白水解物 PPARγ 分子对接降糖降脂活性

后处理厂红油可能组分丁醇及其衍生物与HNO_(3)的绝热量热研究

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核化学与放射化学 2024年第1期46卷 60-67,I0006页

作者：徐晓琴刘巍余勇斌吴瑞才唐双凌南京理工大学环境与生物工程学院江苏南京210000

通过绝热加速量热仪(ARC)探究丁醇、丁醛、丁酮及丁酸四种组分与HNO_(3)的放热行为,对测试结果进行对比分析,并通过热危险性综合评估指数(THI指数)法评估体系危险性。结果表明:在零氧平衡条件下,丁醛-HNO_(3)体系自放热最明显,当丁醛含... 详细信息

通过绝热加速量热仪(ARC)探究丁醇、丁醛、丁酮及丁酸四种组分与HNO_(3)的放热行为,对测试结果进行对比分析,并通过热危险性综合评估指数(THI指数)法评估体系危险性。结果表明:在零氧平衡条件下,丁醛-HNO_(3)体系自放热最明显,当丁醛含量仅0.14 g时体系的绝热温升达到118.4℃,放热量为776.6 J/g;丁醇-HNO_(3)体系在40.2℃左右时开始发生放热,自反应放热段最高温度达到145.7℃,最大压力达到34 bar(1 bar=10^(5)Pa)左右;丁酮-HNO_(3)体系从50℃开始放热至136℃结束,放热量为564.0 J/g;丁酸-HNO_(3)体系在小于140.0℃的温度范围内未观察到放热点。随着HNO_(3)浓度的增加(2.0→6.0 mol/L),丁醇-HNO_(3)体系危险性从中等增加到较高级别;丁醇、丁醛、丁酮及丁酸与4.0 mol/L HNO_(3)的反应体系的危险性分别在较高、较高、中等、中等级别。

关键词：红油丁醇丁醛丁酮丁酸 HNO_(3) 绝热加速量热仪 THI指数

锰过氧化物酶与阴离子型聚丙烯酰胺计算机分子模拟

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环境化学 2024年

作者：王方略张力雯张东晨徐敬尧吴学凤邓胜松淮南师范学院生物工程学院淮南师范学院机械与电气工程学院安徽理工大学材料科学与工程学院合肥工业大学食品与生物工程学院

为探究锰过氧化物酶(MnP)与阴离子型聚丙烯酰胺(HPAM)的微观相互作用，采用分子对接和分子动力学(MD)模拟研究阴离子型聚丙烯酰胺(HPAM)与MnP的结合，根据-CDOCKER Energy＿score打分最高的原则，对获得最佳结合构象进行分析.结合亲和... 详细信息

为探究锰过氧化物酶(MnP)与阴离子型聚丙烯酰胺(HPAM)的微观相互作用，采用分子对接和分子动力学(MD)模拟研究阴离子型聚丙烯酰胺(HPAM)与MnP的结合，根据-CDOCKER Energy＿score打分最高的原则，对获得最佳结合构象进行分析.结合亲和力分析表明，MnP对HPAM-5有最高的亲和力，而且MnP对HPAM的亲和力随其碳链的延长逐渐升高.相互作用分析表明，MnPHPAM-2的稳定性比MnP-HPAM-3更差是由于HPAM-2分子内氢键；MnP-HPAM-4比MnP-HPAM-2和MnP-HPAM-3更稳定是由于盐桥；强氢键是MnP-HPAM-5最稳定的主要原因. MD模拟结果分析表明，MnP-HPAM-4享有最小的RMSD、RMSF和Rg，此时复合物结合是最稳定的.根据模拟及降解实验结果提出了MnP降解HPAM机理：H2O2引发MnP中Mn2+氧化为Mn3+; Mn3+从HPAM(1)和(2)攻击位点上抢夺一个电子而引发自由基链反应，在不破坏化学键下产生2种阳离子自由基，而且Mn3+还原成Mn2+供循环使用.

关键词：锰过氧化物酶(MnP) 阴离子型聚丙烯酰胺(HPAM) 分子对接分子动力学(MD)模拟

枯草芽孢杆菌漆酶与阴离子型聚丙烯酰胺微观作用机理

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环境化学 2024年

作者：王方略张力雯张东晨吴学凤邓胜松安徽理工大学材料科学与工程学院合肥工业大学食品与生物工程学院淮南师范学院机械与电气工程学院淮南师范学院生物工程学院

阴离子型聚丙烯酰胺（HPAM）常用于煤泥水的澄清处理，产生大量的含聚污水将对选煤厂周边环境造成不利影响.为探究漆酶降解HPAM的微观作用机理，采用对接模拟了HPAM及其脱氨产物聚丙烯酸（PAA）结构模型与枯草芽孢杆菌漆酶（Lac）的结... 详细信息

阴离子型聚丙烯酰胺（HPAM）常用于煤泥水的澄清处理，产生大量的含聚污水将对选煤厂周边环境造成不利影响.为探究漆酶降解HPAM的微观作用机理，采用对接模拟了HPAM及其脱氨产物聚丙烯酸（PAA）结构模型与枯草芽孢杆菌漆酶（Lac）的结合，根据-CDOCKER＿Energyscore打分最高原则筛选出Lac的最适底物，然后对该最适复合物分别进行基于亲和力虚拟突变和不同温度下的分子动力学（MD）模拟.结合模式分析表明，Lac对HPAM-3享有最高亲和力，且其结合最好，因此HPAM-3是该酶的最适底物；HPAM比PAA易被Lac降解；Lac可容纳一定碳链长度的HPAM和PAA.相互作用分析表明，Lac-HPAM-3亲和力最大主要原因是盐桥；TYR133通过形成氢键以稳定Lac-HPAM-2、LacHPAM-3和Lac-HPAM-4，而ARG487通过形成疏水以稳定所有的酶-底物复合物.基于亲和力虚拟突变分析表明，TYR118、 TYR133、 ARG487和LYS135是Lac降解HPAM-3的关键残基；LYS135和ARG487分别通过形成盐桥和疏水来最大限度地影响酶同底物的亲和力. MD分析表明，Lac-HPAM-3在298 K时总相互作用能、酶骨架RMSD及所有残基RMSF皆最低，因此该复合物在298 K时结合稳定性最佳；308 K时由于酶骨架RMSD最大，导致底物偏离最初对接位置，因此Lac-HPAM-3在308 K时结合稳定性最差.这些数据为揭示HPAM酶降解过程奠定基础，为将来突变试验来改造酶提供位点支持.

关键词：枯草芽孢杆菌漆酶(Lac) 阴离子型聚丙烯酰胺(HPAM) 对接基于亲和力虚拟突变分子动力学(MD)

构建合成生物学课程群，培养面向生物制造的复合型创新人才

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生物工程学报 2024年

作者：谭高翼张立新张敬宇王启要吴辉庄英萍欧阳立明朱国良王馨叶刘雪婷华东理工大学生物工程学院

合成生物学(Synthetic Biology)作为一门新兴学科，广受关注且发展迅速，深刻影响着整个生命科学及工程技术领域的发展。与此同时，随着新工科建设的发展，加快培养复合型创新人才是对我国高等教育提出的新任务和新使命。在合成生物学... 详细信息

合成生物学(Synthetic Biology)作为一门新兴学科，广受关注且发展迅速，深刻影响着整个生命科学及工程技术领域的发展。与此同时，随着新工科建设的发展，加快培养复合型创新人才是对我国高等教育提出的新任务和新使命。在合成生物学蓬勃发展的背景下，华东理工大学构建了以微生物药物发现和生物制造为核心内容的“合成生物学课程群”。授课团队首先对合成生物学相关的上下游课程体系进行了梳理，随后在原有课程基础上，扩充了合成生物学系列核心课程，课程群不仅涵盖了合成生物学的学科理论和前沿技术，同时锚定了上下游学科。此外，课程群还依托国家重点实验室的国内外名师讲座，并利用学科创新引智基地(“111计划”)雄厚的海外教授资源，致力于提高学生的创新能力。在课程群及授课团队的助力下，学生不仅积极参加合成生物学国际基因工程机器大赛(international genetic engineering machine competition， iGEM)并连续获奖，而且有多人次申请专利并参与发表科研论文等。构建合成生物学课程群将为培养具有创新能力的复合型人才提供一定的示范作用。

关键词：合成生物学课程群复合型创新人才国际基因工程机器大赛(iGEM)