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基于ECFP指纹和决策树的重要分子片段识别研究

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现代计算机 2024年第16期30卷 1-9页

作者：李柏易许振军尹祚德谢良旭许晓军江苏理工学院生物信息与医药工程研究所常州213001 浙江古越龙山电子科技发展有限公司绍兴312000

基于片段的药物设计是一种新兴药物研发技术。如何实现分子片段的识别和定量表征是该技术的核心关键之一。提出了基于分子指纹和决策树的重要分子片段识别策略,利用扩展连通指纹对蛋白质-配体复合物进行分子片段编码,采用Random Forest... 详细信息

基于片段的药物设计是一种新兴药物研发技术。如何实现分子片段的识别和定量表征是该技术的核心关键之一。提出了基于分子指纹和决策树的重要分子片段识别策略,利用扩展连通指纹对蛋白质-配体复合物进行分子片段编码,采用Random Forest、XGBoost和LightGBM三种决策树模型分别对特征重要性进行定量表征,以提取出具有较高可信度的重要分子片段。ECFP指纹的特征重要性呈现指数下降趋势,表明只有少数ECFP指纹特征对蛋白质-配体小分子的结合亲和力有显著的贡献度。三种决策树模型一致认可且具有高贡献度的分子片段,使其成为较高可信度的标志物,可应用于基于片段的药物设计和优化。

关键词：蛋白质-配体重要分子片段分子指纹决策树结合亲和力

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不同浓度富氢水对大豆产量与品质的影响

南方农业学报 2024年第5期55卷 1327-1334页

作者：陈来斌王丹沈晋锋陈华涛孟丽君张茂星喻敏佛山大学农业与生物工程学院广东佛山528225 江苏省农业科学院江苏南京210008 佛山鲲鹏现代农业研究院广东佛山528225

【目的】探讨不同浓度富氢水(HRW)对大豆产量和品质的影响,为富氢水在大豆高产优质栽培中的应用提供理论依据。【方法】设不同浓度富氢水[0(CK)、30%HRW、60%HRW]处理,大豆幼苗长至株高约15 cm时,挑选长势一致的幼苗转移至室外进行盆栽... 详细信息

【目的】探讨不同浓度富氢水(HRW)对大豆产量和品质的影响,为富氢水在大豆高产优质栽培中的应用提供理论依据。【方法】设不同浓度富氢水[0(CK)、30%HRW、60%HRW]处理,大豆幼苗长至株高约15 cm时,挑选长势一致的幼苗转移至室外进行盆栽试验,每周浇灌不同浓度富氢水(每盆1.5 L)至大豆成熟期,收获后分别对比不同处理的大豆植株表型和根瘤数量,并测定大豆生物量、单株荚数、单株籽粒数、百粒重、蛋白质和脂肪含量等产量和品质相关指标,评价不同浓度富氢水处理对大豆产量和品质的影响。【结果】与CK的生长指标比较,30%HRW处理的大豆地上部和根系干重均显著增加(P0.05,下同)。与CK的大豆产量相关指标比较,30%HRW处理的单株荚数显著增加48.72%,单株荚重显著升高78.40%,单株粒数显著增加58.71%,百粒重增加18.92%;而60%HRW处理的单株荚数减少14.10%,单株荚重显著降低24.73%,单株粒数显著减少23.23%,百粒重降低22.44%。与CK的大豆品质相关指标比较,30%HRW处理的大豆蛋白质含量和脂肪含量差异不显著,而单株籽粒蛋白质总量显著增加84.94%,单株籽粒脂肪总量显著增加78.12%;60%HRW处理的蛋白质含量显著降低,而脂肪含量差异不显著,单株籽粒蛋白质总量显著降低56.37%,单株籽粒脂肪总量显著降低39.84%。【结论】30%HRW可改善大豆生长,显著增加大豆植株生物量积累,同时提高大豆籽粒产量和品质。

关键词：富氢水大豆产量品质

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医用镁合金耐腐蚀性能研究进展

稀有金属材料与工程 2024年第8期53卷 2390-2404页

作者：郭传平高冬芳李羡乔阳济南大学机械工程学院山东济南250022 山东大学第二医院基础医学研究所山东济南250033 山东大学第二医院手足外科山东济南250031

近年来,医用镁合金作为“第三代生物医用材料”,因其具有优异的生物相容性和可降解性吸引了众多学者的关注,在传统医用植入物难以降解的背景下,展现了独有的潜力。然而,由于其较差的耐蚀性,难以满足医用植入物的临床应用需求,因此,研究... 详细信息

近年来,医用镁合金作为“第三代生物医用材料”,因其具有优异的生物相容性和可降解性吸引了众多学者的关注,在传统医用植入物难以降解的背景下,展现了独有的潜力。然而,由于其较差的耐蚀性,难以满足医用植入物的临床应用需求,因此,研究医用镁合金的耐腐蚀性能有着举足轻重的作用。本文从3种典型医用镁合金的耐蚀性研究出发,综述了不同元素含量医用镁合金在临床应用中耐腐蚀性能以及表面涂层、合金化等腐蚀防护技术的最新研究进展,并介绍了计算机仿真模拟技术在医用镁合金腐蚀研究方面的应用成果,据此对医用镁合金材料未来的发展趋势进行了展望。

关键词：生物医用材料医用镁合金生物相容性耐腐蚀性能仿真模拟

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微藻油脂合成的转录调控研究进展

中国油脂 2024年第4期49卷 97-102,126页

作者：张艺博薛永常刘长斌大连工业大学生物工程学院辽宁大连116034 大连工业大学仪器分析中心辽宁大连116034

生物燃料是传统化石燃料的理想替代品,微藻是生产生物燃料的优良原料,通过对微藻油脂合成和调控的了解,能够有效提高微藻生产生物柴油的效率。转录因子是一种具有特殊功能结构、行使调控基因表达功能的蛋白质分子,在复杂的油脂合成代谢... 详细信息

生物燃料是传统化石燃料的理想替代品,微藻是生产生物燃料的优良原料,通过对微藻油脂合成和调控的了解,能够有效提高微藻生产生物柴油的效率。转录因子是一种具有特殊功能结构、行使调控基因表达功能的蛋白质分子,在复杂的油脂合成代谢过程中,转录因子能对代谢过程中多个酶系进行集体调控,从而促进藻细胞中油脂积累。从微藻油脂的合成途径出发,简要介绍了合成途径中的关键酶,重点综述了bZIP、MYB、Dof、bHLH转录因子对于微藻油脂合成的调控影响。微藻油脂合成涉及多个亚细胞单位的多条途径,是一个十分复杂的代谢网络过程,通过基因工程手段改变合成途径中相关酶的表达可以增加微藻中油脂积累。

关键词：微藻转录因子转录调控油脂积累

钠化污泥生物炭复合凹凸棒石对水体中Cu^(2+)的吸附效果研究

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功能材料 2024年第5期55卷 5152-5160页

作者：任珺孙新妮任汉儒韩学鑫吕麦蓉张静王若安陶玲兰州交通大学环境与市政工程学院兰州730070 甘肃瀚兴环保科技有限公司兰州730070 宁夏师范学院宁夏固原756000

含铜废水严重威胁人体健康和环境安全,利用废弃污泥和凹凸棒石制备了钠化污泥生物炭复合凹凸棒石材料,并将其用于含Cu^(2+)废水的处理。利用SEM、XRD及FT-IR对材料的结构和表面性质进行了分析表征,复合材料表面的含氧官能团的络合或C=C... 详细信息

含铜废水严重威胁人体健康和环境安全,利用废弃污泥和凹凸棒石制备了钠化污泥生物炭复合凹凸棒石材料,并将其用于含Cu^(2+)废水的处理。利用SEM、XRD及FT-IR对材料的结构和表面性质进行了分析表征,复合材料表面的含氧官能团的络合或C=C键的Π电子作用是吸附重金属的主要机制。研究了复合材料对Cu^(2+)的吸附效果和机理,结果表明,污泥/凹凸棒石质量比2∶1,pH=5,添加量为1.5 g/L,Cu^(2+)初始浓度4 mg/L条件下,材料对Cu^(2+)有最大的吸附容量为3.339 mg/g。吸附过程更好地拟合了准二级动力学模型和Langmuir吸附等温式,表明材料对Cu^(2+)的吸附是单分子层化学吸附。利用响应面分析法预测,pH值为5.04,吸附剂添加量1.16 g/L,Cu^(2+)初始浓度3.60 mg/L是最佳吸附条件。钠化污泥生物炭复合凹凸棒石在实际含铜废水处理中是一种极具潜力的吸附剂。

关键词：凹凸棒石钠化污泥生物炭吸附 Cu^(2+)

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尺度不变的条件数约束的模型鲁棒性增强算法

计算机工程与应用 2024年第8期60卷 140-147页

作者：徐杨宇高宝元郭杰龙邵东恒魏宪中国科学院福建物质结构研究所福州350002 中国科学院大学北京100049 福建师范大学计算机与网络空间安全学院福州350117 中国科学院海西研究院泉州装备制造研究中心福建泉州362200

深度神经网络容易受到对抗样本的攻击,这一直威胁着其在安全关键的场景中的应用。基于对抗样本是由神经网络的高度线性行为产生的这一解释,提出了一种基于尺度不变的条件数约束的模型鲁棒性增强算法。在对抗训练过程中利用权重矩阵计算... 详细信息

深度神经网络容易受到对抗样本的攻击,这一直威胁着其在安全关键的场景中的应用。基于对抗样本是由神经网络的高度线性行为产生的这一解释,提出了一种基于尺度不变的条件数约束的模型鲁棒性增强算法。在对抗训练过程中利用权重矩阵计算其范数,并通过对数函数获得尺度不变的约束项。将尺度不变的条件数约束项纳入到对抗训练优化的外层框架中,经过反向传播迭代降低权重矩阵的条件数值,从而在良态的高维权重空间中进行神经网络的线性变换,以提高防御对抗扰动的鲁棒性。该算法适用于卷积和Transformer两种架构的视觉模型,不仅在防御PGD、AutoAttack等白盒攻击时可以显著提高鲁棒精度,在防御黑盒攻击squareattack等算法时也能有效增强对抗鲁棒性。在基于Transformer架构的图像分类模型上进行对抗训练时结合所提出的约束,权重矩阵的条件数值平均下降了20.7%,防御PGD攻击时可提高1.16个百分点的鲁棒精度。与Lipschitz约束等同类方法相比,提出的算法还能提高干净样本的精度,缓解对抗训练造成的模型泛化性低的问题。

关键词：对抗训练对抗鲁棒性条件数尺度不变性图像分类

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微生物合成褪黑素研究进展

中国生物工程杂志 2024年

作者：朱小东赵长乐乔建军李艳妮天津大学化工学院天津大学系统生物工程教育部重点实验室天津大学浙江研究院(绍兴) 天津化学化工协同创新中心合成生物学平台

褪黑素作为哺乳动物中重要的激素，不仅可以调节昼夜节律周期和促进睡眠，同时在抗氧化、抗炎等方面也具有显著作用。随着对褪黑素需求的增加，传统的生产方式已不能满足人们的需求，微生物异源合成褪黑素因其低成本、可持续性等优点而... 详细信息

褪黑素作为哺乳动物中重要的激素，不仅可以调节昼夜节律周期和促进睡眠，同时在抗氧化、抗炎等方面也具有显著作用。随着对褪黑素需求的增加，传统的生产方式已不能满足人们的需求，微生物异源合成褪黑素因其低成本、可持续性等优点而受到广泛关注。褪黑素在不同生物中的合成途径存在差异，通过代谢工程优化、酶的挖掘与表征等研究，已经在微生物合成褪黑素方面取得了丰硕成果。对近年来微生物合成褪黑素的策略和合成途径进行了综述，同时也指出了存在的瓶颈，为后续提高产量以及实现工业化生产提供了有效的参考。

关键词：褪黑素生物合成细胞工厂代谢工程

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乳腺光声成像进展

中国激光 2024年第9期51卷 29-41页

作者：黄可尔张良林励浙江大学生物医学工程与仪器科学学院浙江杭州310027

乳腺癌早期筛查、精准诊断、有效治疗是提高患者生存率的重要因素,而影像学是筛查、诊断、治疗评估的主要手段。基于现有的影像技术,乳腺临床诊治流程虽然已逐步规范化,但在高效灵敏筛查、无创精准诊断以及治疗监测评估等方面仍存在核... 详细信息

乳腺癌早期筛查、精准诊断、有效治疗是提高患者生存率的重要因素,而影像学是筛查、诊断、治疗评估的主要手段。基于现有的影像技术,乳腺临床诊治流程虽然已逐步规范化,但在高效灵敏筛查、无创精准诊断以及治疗监测评估等方面仍存在核心局限。例如,传统的医学影像技术存在诊断特异性低、成像速度慢、使用电离辐射或注射造影剂等局限,仍存在重大临床诉求。光声成像作为一项新兴的医学影像技术,可以与传统技术形成优势互补,提供快速(如10~15s完成全乳腺扫描)、高分辨率、信息丰富的医学影像。其光学对比度和声学分辨率使之具备揭示肿瘤微环境结构、功能、分子细节特征的能力。本文简述了光声成像的技术原理和主要设计形态,概述并评价了乳腺肿瘤筛查、诊断和治疗评估领域的代表性光声成像研究。最后讨论了光声成像在乳腺临床上的应用前景,其有望成为继钼靶、超声、核磁共振之后的“第四大”乳腺成像技术。

关键词：医用光学光声成像乳腺肿瘤微环境乳腺癌筛查早期精准诊断新辅助化疗评估肿瘤切缘检测

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一种基于深度学习的中文文本分类方法

数字技术与应用 2024年第5期42卷 36-38页

作者：周阳成新民湖州师范学院信息工程学院

中文文本分类作为中文自然语言处理的基础研究领域,扮演着至关重要的角色。本文对中文文本这一常见信息载体展开研究,在深度学习方法的基础上,融合预训练技术、门控神经单元、注意力机制以及卷积神经网络构建了一个全新的网络结构,能够... 详细信息

中文文本分类作为中文自然语言处理的基础研究领域,扮演着至关重要的角色。本文对中文文本这一常见信息载体展开研究,在深度学习方法的基础上,融合预训练技术、门控神经单元、注意力机制以及卷积神经网络构建了一个全新的网络结构,能够深入挖掘现有文本所蕴含的丰富特征信息,经过在TNEWS和THUCNEWS数据集上进行实验,证明所提出的模型在当前中文文本分类任务中表现出了优异的性能。

关键词：深度学习卷积神经网络信息载体注意力机制基础研究领域中文文本网络结构预训练