科大資訊｜近期科研成果速覽（下）

本期目錄

1.中國(guó)科大設(shè)計(jì)單原子殼層雙金屬催化劑打破活性-選擇性蹺蹺板困境

2.中國(guó)科大解析Lon蛋白酶的完整三維結(jié)構(gòu)并揭示其底物識(shí)別與轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制

3.中國(guó)科大在衛(wèi)星遙感陸地植被生態(tài)系統(tǒng)固碳能力方面取得重要進(jìn)展

4.中國(guó)科大在DNA復(fù)制、抗菌策略研發(fā)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展

5.中國(guó)科大在可調(diào)納米機(jī)電二維陣列上取得進(jìn)展

6.中國(guó)科大在日盲紫外探測(cè)領(lǐng)域研究中取得進(jìn)展

7.中國(guó)科大在機(jī)器學(xué)習(xí)勢(shì)能面方法上取得新進(jìn)展

1、中國(guó)科大設(shè)計(jì)單原子殼層雙金屬催化劑打破活性-選擇性蹺蹺板困境

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)路軍嶺教授課題組和李微雪教授課題組，實(shí)驗(yàn)-理論長(zhǎng)期密切合作。針對(duì)鹵代硝基苯（HNBs）化學(xué)選擇性加氫反應(yīng)中活性-選擇性蹺蹺板關(guān)系的難題，兩課題組再次密切合作，揭示了Pt顆粒幾何效應(yīng)和電子效應(yīng)對(duì)化學(xué)選擇性和活性隨尺寸調(diào)變的規(guī)律，并通過(guò)理性設(shè)計(jì)與精準(zhǔn)構(gòu)筑單原子殼層的Au@1ML-Pt雙金屬催化劑這一新策略（圖1），成功打破了Pt 顆粒中活性-選擇性的蹺蹺板關(guān)系，在溫和條件下實(shí)現(xiàn)了高活性和高化學(xué)選擇性加氫。研究成果于2021年10月18日在線發(fā)表在國(guó)際著名期刊《Nature Catalysis》上。論文的共同第一作者為中國(guó)科大博士研究生關(guān)橋橋和朱楚薇。

圖：?jiǎn)卧�子殼層的Au@1ML-Pt催化劑的模型示意圖。其中金色和藍(lán)色小球分別代表金和鉑原子。

該項(xiàng)研究得到了由國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國(guó)科學(xué)院潔凈能源創(chuàng)新研究院合作基金、中科院前沿重點(diǎn)項(xiàng)目等項(xiàng)目的支持。上海同步輻射中心、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)超算中心和鄭州國(guó)家超算中心為該項(xiàng)研究提供機(jī)時(shí)。

論文鏈接：

https://www.網(wǎng)址未加載/articles/s41929-021-00679-x

新聞鏈接：

http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77129.htm

2、中國(guó)科大解析Lon蛋白酶的完整三維結(jié)構(gòu)并揭示其底物識(shí)別與轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制

10月10-15日我校細(xì)胞動(dòng)力學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張凱銘團(tuán)隊(duì)在解析Lon蛋白酶的完整三維結(jié)構(gòu)并揭示其底物識(shí)別與轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制取得重要進(jìn)展，與臺(tái)灣中央研究院張崇毅團(tuán)隊(duì)在期刊JBC和Sciences Advances合作連續(xù)發(fā)表論文。張凱銘課題組李珊珊等利用冷凍電鏡解析了Meiothermus taiwanensis Lon底物結(jié)合狀態(tài)的完整三維結(jié)構(gòu)，分辨率達(dá)2.4 。這些結(jié)構(gòu)顯示了一個(gè)具有張拉整體三角形復(fù)合體的多層結(jié)構(gòu)，獨(dú)特地由六個(gè)長(zhǎng)N端螺旋構(gòu)成。該研究成果為理解Lon和其他具有類(lèi)似活性的AAA+蛋白酶的結(jié)構(gòu)機(jī)制提供了一個(gè)完整的框架。

圖：全長(zhǎng)Lon的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)解析。a.冷凍電鏡結(jié)構(gòu)。b.三維原子模型。c,d.二類(lèi)單體的結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)域示意圖。e.作用機(jī)制示意圖。

斯坦福大學(xué) Wah Chiu院士為此工作提供了寶貴意見(jiàn)。本研究獲得了Stanford-SLAC電鏡平臺(tái)、臺(tái)灣中央研究院電鏡平臺(tái)和中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)細(xì)胞動(dòng)力學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及冷凍電鏡平臺(tái)的大力支持。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)為第一完成單位，生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部李珊珊副研究員為第一作者，張凱銘、張崇毅研究員為共同通訊作者。

Sciences Advances link：

https://www.網(wǎng)址未加載/doi/10.1126/sciadv.abj7835

新聞鏈接：

http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77130.htm

3、中國(guó)科大在衛(wèi)星遙感陸地植被生態(tài)系統(tǒng)固碳能力方面取得重要進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院、火災(zāi)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室雙聘教授李銳研究團(tuán)隊(duì)在綜合利用多源衛(wèi)星可見(jiàn)光、紅外和微波信號(hào)遙感中國(guó)陸地植被生態(tài)系統(tǒng)固碳能力方面取得重要進(jìn)展，在國(guó)際上首次利用了基于衛(wèi)星被動(dòng)微波植被指數(shù)的光能利用率模型，以此定量反演中國(guó)典型植被的總初級(jí)生產(chǎn)力（GPP，單位時(shí)間內(nèi)綠色植物通過(guò)光合作用途徑所固定的有機(jī)碳量），相關(guān)研究成果于10月份在遙感領(lǐng)域國(guó)際知名期刊《Remote Sensing of Environment》（RSE）在線發(fā)表。

圖：站點(diǎn)實(shí)測(cè)GPP與(a)基于微波EDVI，(b)基于MODIS光學(xué)的NDVI，F(xiàn)PAR和LAI植被指數(shù)的FPAR相關(guān)性對(duì)比。(e)站點(diǎn)實(shí)測(cè)GPP與微波和光學(xué)植被指數(shù)在不同云蓋條件下的相關(guān)性。

該文第一作者為大氣科學(xué)專(zhuān)業(yè)王懌璞博士后，通訊作者為李銳教授。研究受到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金-貝爾蒙托論壇國(guó)際合作項(xiàng)目、以及國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目的資助。

文章鏈接：

https://www.網(wǎng)址未加載/science/article/pii/S0034425721004417

新聞鏈接：

http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77073.htm

4、中國(guó)科大在DNA復(fù)制、抗菌策略研發(fā)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展

我校細(xì)胞動(dòng)力學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張凱銘團(tuán)隊(duì)通過(guò)冷凍電鏡解析噬菌體蛋白質(zhì)Gp168與DNA聚合酶b亞基的復(fù)合物結(jié)構(gòu)，并發(fā)現(xiàn)Gp168抑制細(xì)菌DNA合成的全新機(jī)制。該研究成果于2021年10月7日發(fā)表在國(guó)際著名期刊核酸研究（Nucleic Acids Research）上。

圖：Gp168與β-clamp復(fù)合物的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)（分辨率為3.2-）

該研究獲得了中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)細(xì)胞動(dòng)力學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、高端冷凍電鏡平臺(tái)、微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家研究中心的大力支持。西安交通大學(xué)附屬第一醫(yī)院劉冰教授、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部李珊珊副研究員、西安交通大學(xué)碩士研究生劉洋為本文共同第一作者，劉冰教授、王亞文教授、張凱銘研究員為本文共同通訊作者。

原文鏈接如下：

https://academic.網(wǎng)址未加載/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkab875/6382387?login=true

https://www.網(wǎng)址未加載/articles/s41586-021-03803-w

https://www.網(wǎng)址未加載/articles/s41594-021-00653-y

新聞鏈接：

http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77074.htm

5、中國(guó)科大在可調(diào)納米機(jī)電二維陣列上取得進(jìn)展

我校郭光燦院士團(tuán)隊(duì)在可調(diào)納米機(jī)電二維陣列上取得重要進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)郭國(guó)平、宋驤驤等人與本源量子計(jì)算有限公司合作，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于石墨烯的納米機(jī)電二維陣列器件，展示了對(duì)呈帶狀分布的諧振頻率的電學(xué)調(diào)節(jié)。相關(guān)研究成果發(fā)表于《納米快報(bào)》(Nano Letters)上。

圖：可調(diào)納米機(jī)電二維陣列器件及電學(xué)可調(diào)的準(zhǔn)連續(xù)諧振模式。

中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室郭國(guó)平教授、宋驤驤特任副研究員為論文共同通訊作者，研究生張慶航、應(yīng)鉞為論文共同第一作者。該工作得到了科技部、國(guó)家基金委、安徽省的資助。

論文鏈接：

https://pubs.網(wǎng)址未加載/doi/10.1021/acs.nanolett.1c01866

新聞鏈接：

http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77075.htm

6、中國(guó)科大在日盲紫外探測(cè)領(lǐng)域研究中取得進(jìn)展

中國(guó)科大微電子學(xué)院龍世兵教授課題組在氧化鎵日盲探測(cè)器研究中取得新的進(jìn)展。針對(duì)日盲紫外探測(cè)器在諸多應(yīng)用場(chǎng)景需要面臨苛刻環(huán)境的問(wèn)題，該課題組基于低成本非晶氧化鎵材料，通過(guò)缺陷和摻雜工程實(shí)現(xiàn)了極端環(huán)境下依然表現(xiàn)超高靈敏度的日盲探測(cè)器。該方法為高性能、耐極端環(huán)境日盲紫外探測(cè)器的研制及應(yīng)用提供了一種可行的參考。相關(guān)成果在線發(fā)表在《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）雜志上。

圖：氧化鎵材料設(shè)計(jì)及日盲紫外探測(cè)器性能。(a)缺陷及摻雜工程對(duì)非晶氧化鎵結(jié)構(gòu)的影響，包括重結(jié)晶、納米孔的形成及氮的摻雜；(b)不同退火溫度下器件的探測(cè)性能（響應(yīng)度及探測(cè)率）；(c)所設(shè)計(jì)N-900器件在高溫下的I-V響應(yīng)曲線；(d) N-900器件與典型的高溫紫外探測(cè)器性能的比較。

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)微電子學(xué)院龍世兵教授和趙曉龍博士后為該論文共同通訊作者，博士生侯小虎為論文第一作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)研究計(jì)劃、中國(guó)科學(xué)院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究計(jì)劃、廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研究發(fā)展計(jì)劃及中國(guó)科學(xué)院微電子研究所微電子器件與集成技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題的資助。也得到了中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)微納研究與制造中心、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)信息科學(xué)實(shí)驗(yàn)中心、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)行星探索與前瞻性技術(shù)前沿科學(xué)中心、中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所納米器件與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的支持。

論文鏈接：

https://onlinelibrary.網(wǎng)址未加載/doi/abs/10.1002/adma.202106923?campaign=wolacceptedarticle

新聞鏈接：

http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77076.htm

7、中國(guó)科大在機(jī)器學(xué)習(xí)勢(shì)能面方法上取得新進(jìn)展

中國(guó)科大學(xué)蔣彬教授課題組在發(fā)展高精度機(jī)器學(xué)習(xí)方法上取得新進(jìn)展，最新成果發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》(Physical Review Letters)上。

圖：(a)遞歸嵌入原子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的示意圖顯示了密度描述符是如何遞歸嵌入的；(b)以CH₄為例展示了如何通過(guò)兩次迭代實(shí)現(xiàn)以C為中心的完備五體相互作用；(c)圖示說(shuō)明每次迭代三體項(xiàng)的數(shù)量如何增加。

張耀龍為該論文的第一作者，蔣彬教授為通訊作者。該工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金委、安徽量子信息計(jì)劃的資助。

論文鏈接：

https://journals.網(wǎng)址未加載/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.127.156002

新聞鏈接：

http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77018.htm

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本期編輯：韓雪梅