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科大资讯｜近期科研成果速览（下）
本期目录
1.中国科大设计单原子壳层双金属催化剂打破活性-选择性跷跷板困境
2.中国科大解析Lon蛋白酶的完整三维结构并揭示其底物识别与转移的分子机制
3.中国科大在卫星遥感陆地植被生态系统固碳能力方面取得重要进展
4.中国科大在DNA复制、抗菌策略研发领域取得重要进展
5.中国科大在可调纳米机电二维阵列上取得进展
6.中国科大在日盲紫外探测领域研究中取得进展
7.中国科大在机器学习势能面方法上取得新进展
1、中国科大设计单原子壳层双金属催化剂打破活性-选择性跷跷板困境
中国科学技术大学路军岭教授课题组和李微雪教授课题组，实验-理论长期密切合作。针对卤代硝基苯（HNBs）化学选择性加氢反应中活性-选择性跷跷板关系的难题，两课题组再次密切合作，揭示了Pt颗粒几何效应和电子效应对化学选择性和活性随尺寸调变的规律，并通过理性设计与精准构筑单原子壳层的Au@1ML-Pt双金属催化剂这一新策略（图1），成功打破了Pt 颗粒中活性-选择性的跷跷板关系，在温和条件下实现了高活性和高化学选择性加氢。研究成果于2021年10月18日在线发表在国际著名期刊《Nature Catalysis》上。论文的共同第一作者为中国科大博士研究生关桥桥和朱楚薇。
图：单原子壳层的Au@1ML-Pt催化剂的模型示意图。其中金色和蓝色小球分别代表金和铂原子。
该项研究得到了由国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国科学院洁净能源创新研究院合作基金、中科院前沿重点项目等项目的支持。上海同步辐射中心、中国科学技术大学超算中心和郑州国家超算中心为该项研究提供机时。
论文链接：
https://www.网址未加载/articles/s41929-021-00679-x
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77129.htm
2、中国科大解析Lon蛋白酶的完整三维结构并揭示其底物识别与转移的分子机制
10月10-15日我校细胞动力学教育部重点实验室张凯铭团队在解析Lon蛋白酶的完整三维结构并揭示其底物识别与转移的分子机制取得重要进展，与台湾中央研究院张崇毅团队在期刊JBC和Sciences Advances合作连续发表论文。张凯铭课题组李珊珊等利用冷冻电镜解析了Meiothermus taiwanensis Lon底物结合状态的完整三维结构，分辨率达2.4 。这些结构显示了一个具有张拉整体三角形复合体的多层结构，独特地由六个长N端螺旋构成。该研究成果为理解Lon和其他具有类似活性的AAA+蛋白酶的结构机制提供了一个完整的框架。
图：全长Lon的冷冻电镜结构解析。a.冷冻电镜结构。b.三维原子模型。c,d.二类单体的结构及结构域示意图。e.作用机制示意图。
斯坦福大学 Wah Chiu院士为此工作提供了宝贵意见。本研究获得了Stanford-SLAC电镜平台、台湾中央研究院电镜平台和中国科学技术大学细胞动力学教育部重点实验室及冷冻电镜平台的大力支持。中国科学技术大学为第一完成单位，生命科学与医学部李珊珊副研究员为第一作者，张凯铭、张崇毅研究员为共同通讯作者。
Sciences Advances link：
https://www.网址未加载/doi/10.1126/sciadv.abj7835
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77130.htm
3、中国科大在卫星遥感陆地植被生态系统固碳能力方面取得重要进展
中国科学技术大学地球和空间科学学院、火灾科学国家重点实验室双聘教授李锐研究团队在综合利用多源卫星可见光、红外和微波信号遥感中国陆地植被生态系统固碳能力方面取得重要进展，在国际上首次利用了基于卫星被动微波植被指数的光能利用率模型，以此定量反演中国典型植被的总初级生产力（GPP，单位时间内绿色植物通过光合作用途径所固定的有机碳量），相关研究成果于10月份在遥感领域国际知名期刊《Remote Sensing of Environment》（RSE）在线发表。
图：站点实测GPP与(a)基于微波EDVI，(b)基于MODIS光学的NDVI，FPAR和LAI植被指数的FPAR相关性对比。(e)站点实测GPP与微波和光学植被指数在不同云盖条件下的相关性。
该文第一作者为大气科学专业王怿璞博士后，通讯作者为李锐教授。研究受到国家重点研发计划课题、国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金-贝尔蒙托论坛国际合作项目、以及国家自然科学基金青年项目的资助。
文章链接：
https://www.网址未加载/science/article/pii/S0034425721004417
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77073.htm
4、中国科大在DNA复制、抗菌策略研发领域取得重要进展
我校细胞动力学教育部重点实验室张凯铭团队通过冷冻电镜解析噬菌体蛋白质Gp168与DNA聚合酶b亚基的复合物结构，并发现Gp168抑制细菌DNA合成的全新机制。该研究成果于2021年10月7日发表在国际著名期刊核酸研究（Nucleic Acids Research）上。
图：Gp168与β-clamp复合物的冷冻电镜结构（分辨率为3.2-）
该研究获得了中国科学技术大学细胞动力学教育部重点实验室、高端冷冻电镜平台、微尺度物质科学国家研究中心的大力支持。西安交通大学附属第一医院刘冰教授、中国科学技术大学生命科学与医学部李珊珊副研究员、西安交通大学硕士研究生刘洋为本文共同第一作者，刘冰教授、王亚文教授、张凯铭研究员为本文共同通讯作者。
原文链接如下：
https://academic.网址未加载/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkab875/6382387?login=true
https://www.网址未加载/articles/s41586-021-03803-w
https://www.网址未加载/articles/s41594-021-00653-y
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77074.htm
5、中国科大在可调纳米机电二维阵列上取得进展
我校郭光灿院士团队在可调纳米机电二维阵列上取得重要进展。该团队郭国平、宋骧骧等人与本源量子计算有限公司合作，设计实现了基于石墨烯的纳米机电二维阵列器件，展示了对呈带状分布的谐振频率的电学调节。相关研究成果发表于《纳米快报》(Nano Letters)上。
图：可调纳米机电二维阵列器件及电学可调的准连续谐振模式。
中科院量子信息重点实验室郭国平教授、宋骧骧特任副研究员为论文共同通讯作者，研究生张庆航、应钺为论文共同第一作者。该工作得到了科技部、国家基金委、安徽省的资助。
论文链接：
https://pubs.网址未加载/doi/10.1021/acs.nanolett.1c01866
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77075.htm
6、中国科大在日盲紫外探测领域研究中取得进展
中国科大微电子学院龙世兵教授课题组在氧化镓日盲探测器研究中取得新的进展。针对日盲紫外探测器在诸多应用场景需要面临苛刻环境的问题，该课题组基于低成本非晶氧化镓材料，通过缺陷和掺杂工程实现了极端环境下依然表现超高灵敏度的日盲探测器。该方法为高性能、耐极端环境日盲紫外探测器的研制及应用提供了一种可行的参考。相关成果在线发表在《先进材料》（Advanced Materials）杂志上。
图：氧化镓材料设计及日盲紫外探测器性能。(a)缺陷及掺杂工程对非晶氧化镓结构的影响，包括重结晶、纳米孔的形成及氮的掺杂；(b)不同退火温度下器件的探测性能（响应度及探测率）；(c)所设计N-900器件在高温下的I-V响应曲线；(d) N-900器件与典型的高温紫外探测器性能的比较。
中国科学技术大学微电子学院龙世兵教授和赵晓龙博士后为该论文共同通讯作者，博士生侯小虎为论文第一作者。该研究得到了国家自然科学基金、中国科学院战略性先导研究计划、中国科学院前沿科学重点研究计划、广东省重点领域研究发展计划及中国科学院微电子研究所微电子器件与集成技术重点实验室开放课题的资助。也得到了中国科学技术大学微纳研究与制造中心、中国科学技术大学信息科学实验中心、中国科学技术大学行星探索与前瞻性技术前沿科学中心、中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米器件与应用重点实验室的支持。
论文链接：
https://onlinelibrary.网址未加载/doi/abs/10.1002/adma.202106923?campaign=wolacceptedarticle
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77076.htm
7、中国科大在机器学习势能面方法上取得新进展
中国科大学蒋彬教授课题组在发展高精度机器学习方法上取得新进展，最新成果发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。
图：(a)递归嵌入原子神经网络模型的示意图显示了密度描述符是如何递归嵌入的；(b)以CH4为例展示了如何通过两次迭代实现以C为中心的完备五体相互作用；(c)图示说明每次迭代三体项的数量如何增加。
张耀龙为该论文的第一作者，蒋彬教授为通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委、安徽量子信息计划的资助。
论文链接：
https://journals.网址未加载/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.127.156002
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77018.htm
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来源：中国科大新闻网、中国科大出版社
本期编辑：韩雪梅
