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新领域 ！新突破！ 新进展！

楼市   2024-10-09 18:11   湖南  

湖南大学的科研团队
近期在多个领域前沿
取得突破性成果与创新进展
让我们一同见证这些辉煌成就
感受科研的魅力与力量吧！


01

化学化工学院李家昆教授课题组在硫酸化领域取得重要进展


近日，化学化工学院李家昆教授课题组提出了一种基于立体专一性C–O成键的硫酸化新方法，成功应用于多种天然产物和药物分子的后期硫酸化修饰。李家昆课题组创新性地使用过硫酸盐作为硫酸源，利用1,4-金属迁移氧化反应，实现了立体专一性的C–O硫酸化，成功合成了一系列结构多样的手性有机硫酸盐。这一策略不仅拓展了硫酸化的底物范围，还提供了对产物立体化学的控制能力。研究团队通过串联的硼化—硫酸化方法，完成了烯烃加氢硫酸化、C–H硫酸化、脱羧硫酸化、脱卤硫酸化和脱氨硫酸化。该方法为有机硫酸盐的高效、高选择性合成提供了新模式，将硫酸化的应用从二维平面延展至三维空间，同时也有助于推动化学生物学和药物化学的发展。
相关研究成果以“Stereospecific C–O sulfation via persulfate-induced 1,4-metallate migration”为题在线发表在《Nature Synthesis》杂志上。湖南大学为独立完成单位，化学化工学院硕士生赵泽涛、博士生余倩与夏振为论文的共同第一作者。该工作得到了国家自然科学基金、湖南大学化学化工学院、化学生物传感与计量学国家重点实验室的支持。




02

教科院田琳老师研究成果在高等教育学国际权威期刊发表



近日，教科院田琳副教授在高等教育研究领域取得进展。该研究构建了衡量高等教育贡献于全球共同利益的指标体系，涵盖五个核心维度，包括知识创造、人员流动、科研合作、人类福祉和文化贡献等。该指标体系基于全球广泛适用的、客观的可量化指标，有助于从量化视角全面理解高等教育对全球共同利益的贡献，并为提升这些贡献提供理论支持。
研究成果以“Measuring global common goods in higher education: dimensions and potential indicators”为题在国际高等教育权威期刊《Higher Education》上发表。田琳为论文第一作者，湖南大学为第一单位，该文章的其他合作者为上海交通大学刘念才教授和冯倬琳教授。

03

段曦东教授团队在《Chemical Review》《Nature Materials》发表综述文章：二维材料异质结与超晶格的大面积合成、调控与应用



近日，二维材料湖南省重点实验室段曦东教授团队深入探讨了二维材料异质结和超晶格的大面积合成、调控及应用前景，全面总结了二维过渡金属二硫族化合物（2D-TMD）异质结构的最新研究进展，涵盖了其合成方法、性能调制和广泛应用（图1）；总结了当前二维异质结材料合成中的关键挑战—面内和面外生长不可控竞争、生长与蚀刻不可控竞争、随机成核不可控以及异质界面质量退化（图2）；强调了当前的技术进展，并展望了二维材料及其异质结构和超晶格的晶圆级合成的未来前景。
研究成果分别以《Synthesis, Modulation and Application of Two-Dimensional TMD Heterostructures》和《Towards scalable synthesis of 2D heterostructures and superlattices beyond exfoliation and restacking》为题，在国际顶尖期刊《Chemical Reviews》和《Nature Materials》上发表。
二维TMD异质结的合成调控及应用

TMD及其异质结的化学合成挑战

04

彭绍亮教授课题组在人工智能蛋白质语言大模型的DNA-蛋白质相互作用研究取得重要进展


近日，湖南大学国家超算长沙中心副主任、信息科学与工程学院彭绍亮教授课题组提出了基于大型通用蛋白质语言模型和领域自适应预训练的DNA结合蛋白语言模型ESM-DBP，系统地研究了如何从蛋白质初级序列出发有效地预测DNA结合蛋白质和残基这一生物信息学和人工智能领域的挑战性问题，探索发现了基于大型蛋白质语言模型的高质量表征学习技术，为研究复杂的DNA-蛋白质相互作用机制提供了新的研究思路。
研究成果以“Improving prediction performance of general protein language model by domain-adaptive pretraining on DNA-binding protein”为题，在国际顶级期刊Nature Communications上发表。湖南大学博士研究生曾文武为该研究论文第一作者，彭绍亮教授为论文通讯作者，湖南大学为该论文唯一完成单位。该研究受到国家自然科学基金、科技部重点研发计划、湖南省创新群体等项目的支持。
ESM-DBP研究框架

ESM-DBP在四个下游任务上优于现有的预测方法

05

史俊峰/曾湘祥教授团队合作在新型抗生素-抗菌肽的研究上取得新进展



耐药性细菌感染是当前最严重的公共卫生问题之一，每年导致约70万人死亡，预计到2050年，这一数字将上升至1000万。然而，在过去几十年中，鲜有新型抗生素被发现并投入临床使用，而且由于这些新抗生素的结构由于与已知的较老抗生素相似，细菌会很快适应并产生耐药性。因此，研发具有全新结构的抗生素尤为迫切。抗菌肽是一类由10至50个氨基酸组成的阳离子、两亲性短肽，其独特的膜损伤抗菌机制不易诱导细菌产生耐药性，因此被视为后抗生素时代理想的抗生素替代品。然而，抗菌肽可能的序列组合数量极为庞大。例如，仅考虑20种天然氨基酸的情况下，一个20肽就有1020种不同的组合可能性，要想从中找到有效的抗菌肽无疑像大海捞针一样困难。
为了快速生成和识别高活性的抗菌肽以应对抗生素耐药危机，我校史俊峰教授团队与曾湘祥教授团队联合研发了一个基于肽语言的深度生成框架（deepAMP），它包括生成和预测两大部分。与现有的计算方法相比，deepAMP模型在识别有效抗菌肽方面展现出更高的准确性和可靠性。研究成果以“A Foundation Model Identifies Broad-Spectrum Antimicrobial Peptides against Drug-Resistant Bacterial Infection”为题在国际知名学术期刊《Nature Communications》上发表。

deepAMP模型的工作流程图

06

严照峰团队揭示白色念珠菌外排泵Cdr1介导的氟康唑耐药及其被米尔贝肟抑制的分子机制



近日，湖南大学生命医学交叉研究院/附属医院严照峰教授团队利用单颗粒冷冻电镜技术，解析了白色念珠菌Cdr1在不同状态下的三种冷冻电镜结构：静息状态（Cdr1Apo）、氟康唑结合状态（Cdr1Flu）、以及米尔贝肟结合状态（Cdr1Mil），其整体分辨率分别为3.38 Å、3.30 Å和3.08 Å。该研究揭示了Cdr1介导氟康唑耐药及米尔贝肟抑制Cdr1外排的分子机制，为未来开发针对Cdr1的抗真菌药物奠定了坚实的理论基础。
相关成果以“Cryo-EM structures of Candida albicans Cdr1 reveal azole-substrate recognition and inhibitor blocking mechanisms”为题，于2024年9月6日在线发表于《Nature Communications》杂志。湖南大学博士生彭颖、鹿炎、孙慧，清华大学博士生马金英，山西高等创新研究院工程师李小梅，以及湖南大学硕士生韩晓丹为本文的共同第一作者。湖南大学生命医学交叉研究院/附属医院严照峰教授和尹孟副教授为本文的共同通讯作者。本项目得到了国家自然科学基金（32371279、32100972和32200992）、湖南省青年科技人才计划项目（2021RC3046）、湖南省自然科学基金（2023JJ20007、2022JJ40052和2023SK2081）等资助。



07

湖南大学、岳麓山实验室姚瑞枫团队在独脚金内酯调控植物开花的机制方面取得新进展



在植物生长发育过程中，开花时间的调控至关重要，它直接影响着植物的繁殖能力和作物的产量。因此，深入研究和优化开花时间的调控机制对于提高农业生产效率和保障粮食安全具有重要意义。

2024年9月5日，湖南大学、岳麓山实验室姚瑞枫团队在《植物细胞》（Plant Cell）期刊上发表了题为《The strigolactone receptor DWARF14 regulates flowering time in Arabidopsis》的研究论文，揭示了植物激素独脚金内酯（strigolactone, SL）受体DWARF14在拟南芥开花时间调控中的关键作用和分子机制。湖南大学生物学院博士后白金瑞为该论文第一作者，姚瑞枫教授、张蒙副教授、新西兰皇家植物与食品研究所Kimberley Snowden教授为通讯作者。该研究得到国家科技部、国家自然科学基金委、湖南省科技厅等资助。

独脚金内酯(SL)调控拟南芥开花的理论模型


08

电气院黄晟教授课题组在风电机群动态功率优化领域取得新进展



风力发电作为当今世界极具前景的新能源，已成为我国主力能源之一。相比于传统能源，风力发电的随机性更强、时空分布更广、多机耦合作用更显著，是实现减碳战略的重要技术路径。而大规模风电机群协同优化控制是能源领域长期的热点和难点问题。当前，传统方法面临通信时间长、维数灾、响应迟缓等诸多技术挑战，难以实现工程应用。

近日，电气与信息工程学院黄晟教授课题组提出了一种基于分散式框架的风电机群复杂功率优化问题无通信解决方案，成功解决了有限数据条件下的全局优化难题。相关研究成果以“Decentralized dynamic system for optimal power dispatch in wind farms based on node-dependence nature”为题在线发表在《Nature》旗下首个专注于工程领域的期刊《Communications Engineering》杂志上。湖南大学为第一通讯单位，黄晟教授、黄晓辉博士为论文的共同第一作者，彭涵知博士为论文的通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划项目和国家自然科学基金面上项目资助，以及海上风力发电装备与风能高效利用全国重点实验室的支持。





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来 源丨湖南大学

编 辑｜实习编辑 郑璐畅

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