机器学习在蛋白质功能预测领域的研究进展

蛋白质是有机生命体内不可或缺的化合物,在生命活动中发挥着多种重要作用,了解蛋白质的功能有助于医学和药物研发等领域的研究。此外,酶在绿色合成中的应用一直备受人们关注,但是由于酶的种类和功能多种多样,获取特定功能酶的成本高昂,限制了其进一步的应用。目前,蛋白质的具体功能主要通过实验表征确定,该方法实验工作繁琐且耗时耗力,同时,随着生物信息学和测序技术的高速发展,已测序得到的蛋白质序列数量远大于功能获得注释的序列数量,高效预测蛋白质功能变得至关重要。随着计算机技术的蓬勃发展,由数据驱动的机器学习方法已成为应对这些挑战的有效解决方案。本文对蛋白质功能及其注释方法以及机器学习的发展历程和操作流程进行了概述,聚焦于机器学习在酶功能预测领域的应用,对未来人工智能辅助蛋白质功能高效研究的发展方向提出了展望。     

肉毒碱乙酰转移酶基因敲除对长链二元酸生产代谢过程的影响

在利用热带假丝酵母发酵生产长链二元酸的过程中 ,脂肪酸将进入 β 氧化途径 ,代谢产生能量 ,从而降低产物收率。首次以负责运输的肉毒碱乙酰转移酶为改造目标 ,在肉毒碱乙酰转移酶基因中插入潮霉素B抗性基因 ,构建DNA转化质粒 ,并进行一次同源重组 ,得到肉毒碱乙酰转移酶基因单拷贝敲除的基因工程菌。根据摇瓶实验结果 ,该基因工程菌与原始菌株相比 ,十三碳二元酸的产量与摩尔转化率分别提高了 13 0 %和 11 8%。     

工业生物技术的核心——生物催化

本文分析了生物催化剂在工业生物技术研究中的必要性、可行性和紧迫性。并综述了国内外生物催化剂在工业上应用的现状和研究前沿 ,提出了进一步发展的方向和对策。     

不同施肥处理对'秦美'猕猴桃贮藏性及其品质的影响

以秦美猕猴桃为材料,对不同施肥处理的果实后熟过程中软化、腐化过程进行观察统计,并在果实采后4个具有代表性的后熟时期(硬度分别为15 kg/cm2左右、8~7 kg/cm26、~5 kg/cm25、~4 kg/cm2)进行可溶性固形物、可滴定酸、Vc、可溶性糖等营养指标测定.结果显示:(1)从后熟过程中软化、腐化统计看,3个施肥处理(A、B、C)的贮藏品质与对照(CK)间差异明显,C处理(氮肥 磷肥 农家肥)的猕猴桃贮藏期最长,软化、腐化出现得最晚,较对照分别延长15 d、27 d,贮藏性最好;(2)3个施肥处理的营养指标与CK间差异明显,C处理与CK和A处理差异显著.表明在猕猴桃生产中采用氮肥 磷肥 农家肥相结合的施肥方式可显著延长猕猴桃果实贮藏期(后熟期),并可显著提高猕猴桃果实的食用和营养品质.     

H1N1亚型猪流感病毒的拯救

利用8质粒拯救系统成功拯救出了猪流感病毒毒株A/Swine/TianJin/01/2004(H1N1)(A/S/TJ/04)。将猪流感病毒8个基因节段经RT-PCR合成cDNA后, 分别克隆到RNA聚合酶I/II双向表达载体PHW2000中, 构建成8个重组质粒。用8个重组质粒共转染COS-1细胞, 30 h后加入TPCK-胰酶至终浓度0.5 mg/mL。共转染48小时后收获COS-1细胞及其上清, 经尿囊腔接种9日龄SPF鸡胚。收获死亡鸡胚尿囊液并继续用SPF鸡胚传3代, 得到有感染性的病毒。经血凝、血凝抑制验、测序分析、电镜观察等均证实了A/S/TJ/04猪流感病毒的成功拯救。这是目前国内首次报道拯救出H1N1亚型猪流感病毒, 为进一步研究猪流感病毒基因组结构与功能的关系、流感跨种传播的机制以及构建新型猪流感疫苗株奠定了基础。     

拉鲁湿地主要植物群落结构及物种多样性

2002年6~9月对拉鲁湿地植物种类、群落结构、生物量以及物种多样性进行了调查研究.结果表明:(1)拉鲁湿地共有植物30科52属85种,主要有芦苇[Phragmites australis(Cav.)Trin.ex Steud.](A)、尼伯尔酸模(RumexnepalensisSpreng)(B)、水葱(Scirpus validusVahl)(C)、穗状狐尾藻(MyriophyllumspicatumL.)(D)、灯芯草(Juncus effususL.)(E)、针叶苔草(CarexonoeiFranch.et Sav.)和黑褐苔草(CarexatrofuscaSchkuhr)(F)、藏北嵩草(KobresialittledaleiC.B.Clarke)(G)、藏蓟[Cirsiumlanatum(Roxb.ex Willd.)Spreng.](H)等8个主要植物群落.(2)在8个主要植物群落中,嵩草群落所含物种数最多,为44种,穗状狐尾藻群落最少,仅8种;芦苇群落生物量最高,为124.5~1 027.0 g/m2,藏蓟群落生物量最低,为124.5~220.5 g/m2;优势种芦苇的生物量最高,为183.5~660.0 g/m2,藏蓟生物量最低,为43.1~76.3 g/m2.(3)各群落的垂直结构特点是:芦苇群落、水葱群落、穗状狐尾藻群落具有挺水层、浮叶层和沉水层,其他群落只具有可分为高、低两层的草本层.(4)在各群落的相似性方面,嵩草群落与藏蓟群落、水葱群落与芦苇群落和尼伯尔酸模群落的相似性要明显高于其他群落,其Jaccard系数分别为0.549 0、0.538 5、0.500 0;芦苇群落、尼伯尔酸模群落、水葱群落、穗状狐尾藻群落与藏蓟群落以及芦苇群落、穗状狐尾藻群落与嵩草群落在建群种上没有相似之处,Jaccard系数为0.     

乳酸菌混合生长降解亚硝酸盐能力的研究

通过对植物乳杆菌和肠膜明串珠菌混合发酵降解亚硝酸盐能力的研究得出乳酸菌混菌发酵能显著降低发酵液中亚硝酸盐含量的结论.此外,研究还发现菌粉活化12 h后降解效果最佳.该研究为发酵蔬菜用乳酸菌发酵剂的开发及其产品安全性研究提供理论指导.     

广西主要森林土壤有机碳空间分布及其影响因素

为阐明广西森林土壤有机碳密度分布格局及其主要影响因素, 基于森林资源清查资料和345个调查样地的土壤数据, 估算了广西主要森林土壤有机碳储量, 采用地统计学方法描绘了土壤有机碳密度的空间分布, 并利用主成分分析和逐步回归分析方法分析了影响土壤有机碳密度的主要因子。结果表明: 广西主要森林土壤有机碳储量(0-100 cm)达到1686.88 Tg, 土壤有机碳密度为124.70 Mg·hm^-2, 低于全国森林土壤平均水平。广西主要森林土壤有机碳密度最佳拟合模型为指数模型, 呈中等强度空间相关, Kriging插值显示土壤碳密度高值区在东北区域, 低值区在西北区域, 表现为喀斯特区域低、非喀斯特区域高的特点。广西主要森林土壤碳密度在不同植被类型和土壤类型下表现出一定差异, 其中竹林>落叶阔叶林>暖性针叶林>常绿落叶阔叶林>常绿阔叶林, 黄壤>红壤>赤红壤>石灰土。主成分分析和逐步回归分析结果发现土层深度、经纬度、海拔是影响广西森林土壤有机碳的主要因子, 其中以土层深度影响最大, 主要受岩溶地貌的影响。     

安徽部分地区猪丹毒杆菌的分离鉴定及生物学特性研究

【目的】对安徽省8个不同地区猪场临床疑似猪丹毒病/死猪进行细菌分离鉴定,并研究其生物学特性。【方法】通过形态学及培养特性观察、生化试验、PCR方法对菌株进行鉴定,并进行药物感受性实验及免疫保护实验。【结果】共分离到29株猪丹毒杆菌,源自8个地区的猪丹毒杆菌分离菌具有较一致的形态特征和相似的生化特性。对29株猪丹毒杆菌进行18种常用抗菌药物的药敏试验,结果显示分离菌对氨苄西林、头孢曲松敏感率均达100%,其次是青霉素93%、红霉素89.7%和头孢噻肟75.9%,对其他13种药物则表现不同程度的耐药性。8株不同地区猪丹毒杆菌分离菌的LD50在(14.30?2.36)×102 CFU/mL之间,显示分离菌对小鼠均具有较强的致病力。商品化猪丹毒G4T10株弱毒疫苗2次颈部皮下免疫小鼠后,分别用剂量为100 LD50的8株猪丹毒杆菌分离菌腹腔攻毒小鼠,免疫保护率为100%。【结论】安徽地区猪丹毒发生有上升趋势,不同地区的猪丹毒杆菌分离菌具有较为一致的生物学特性,青霉素类和头孢类抗菌药物有显著疗效,使用猪丹毒G4T10株弱毒疫苗可产生有效的免疫保护力。     

耐碱的偶氮染料脱色菌筛选及其特性的研究

从浙江某污水处理厂的活性污泥中筛选出若干株在高pH条件下对偶氮染料酸性大红GR有脱色能力的菌株,经脱色验证得到一株具有高效脱色活性的菌株Z1,经鉴定为巴斯德葡萄球菌(Staphylococcus pasteuri),并对此菌株的脱色特性进行了初步研究。结果表明,在厌氧条件下,Z1在pH7~12,40h对50mg/L的酸性大红GR脱色率均可达90%以上。该菌株对染料有较强的耐受力,在酸性大红GR浓度为300mg/L时,48h的脱色率仍可达93%。此外,该菌株能够对多种偶氮染料脱色,具有较好的脱色广谱性,有望应用于处理工业废水中的偶氮染料。