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The design and development of efficient biocatalytic cascades and biosynthetic pathways for the sustainable production of amines

Projektbeschreibung

DEENESFRITPL

Synthetisierung effizienter Enzyme für die chemische Industrie

Chirale Amine spielen eine wichtige Rolle als Bausteine für pharmazeutische Arzneimittel, Feinchemikalien und bioaktive Verbindungen. Die Verwendung von Amin-Dehydrogenasen bei der Synthese chiraler Amine ist aufgrund ihres Potenzials, die Grenzen herkömmlicher chemischer Ansätze zu überwinden, von großem Interesse. Das vom Europäischen Forschungsrat finanzierte Projekt BIOSUSAMIN zielt darauf ab, die mit der Stabilität von Amin-Dehydrogenasen, der katalytischen Aktivität und dem Spektrum der Substrate verbundenen Einschränkungen zu überwinden. Die Forschenden werden Protein-Engineering-Techniken zur Erzeugung neuer Amin-Dehydrogenasen einsetzen. Dabei wird eine Vielzahl von Aminen und Derivaten mit hoher Ausbeute und präzisen chemischen Eigenschaften produziert werden. Mit dem Ansatz sollen erneuerbare Ressourcen genutzt und die Umweltauswirkungen minimiert werden, sodass einzig Wasser als Nebenprodukt verbleibt.

Ziel

The objective of this project is to design and develop biocatalytic cascades, using purified enzymes in vitro, as well as biosynthetic pathways in whole cell microbial organisms. These biocatalytic cascades and biosynthetic pathways will be developed for the synthesis of chiral and achiral amines that are of particular interest for the chemical industry. The amine functionality will be introduced using amine dehydrogenases (AmDHs) as biocatalysts in the pivotal core enzymatic step. AmDHs are a new class of enzymes that have recently been obtained by protein engineering of wild-type amino acid dehydrogenases. However, only two AmDHs have been generated so far and, moreover, they show a limited substrate scope. Therefore protein engineering will be undertaken in order to expand the substrate scope of the already existing AmDHs. In addition, novel AmDHs will be generated starting from different wild-type amino acid dehydrogenases as scaffolds, whose amino acid and DNA sequences are available in databases, literature, libraries, etc. In particular, protein engineering will be focused on the specific chemical targets that are the objectives of the designed biocatalytic cascades and in addition, screening for more diverse substrates will also be carried out. Finally, the AmDHs will be used in combination with other enzymes such as alcohol dehydrogenases, oxidases, alkane monooxygenases, etc., to deliver variously functionalised amines and derivatives as final products with elevated yields, perfect chemo- regio- and stereoselectivity, enhanced atom efficiency and minimum environmental impact. Such an approach will be realised through the design of new pathways that will convert inexpensive starting materials from renewable resources, encompassing the internal recycling of redox equivalents, the use of inorganic ammonia as nitrogen source and, if necessary, only molecular oxygen as the innocuous additional oxidant. Water will be the sole by-product.

Wissenschaftliches Gebiet

Programm/Programme

Thema/Themen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

ERC-2014-STG

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Finanzierungsplan

ERC-STG - Starting Grant

Gastgebende Einrichtung

UNIVERSITEIT VAN AMSTERDAM
Netto-EU-Beitrag
€ 1 461 840,00
Adresse
SPUI 21
1012WX Amsterdam
Niederlande

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Region
West-Nederland Noord-Holland Groot-Amsterdam
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 1 461 840,00

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Letzte Aktualisierung: 18 August 2022

Mein Booklet

Permalink: https://cordis.europa.eu/project/id/638271/de

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