Ziel
Enzymes are efficient and selective biocatalysts. They are in high demand in chemical and pharmaceutical industry, as they facilitate more sustainable production processes. However, it remains challenging to develop novel enzymes that catalyze reactions beyond nature's synthetic repertoire. To tackle this problem, I propose a fundamentally new approach that merges metal-dependent chemical photocatalysis with enzyme engineering. Photoexcitation is a powerful catalytic tool. It enables alternative modes of substrate activation by generating radical intermediates. Controlling these reactive species to confer regio- and stereoselectivity, however, is a major challenge in synthetic chemistry. The key idea of this proposal is thus to perform photocatalytic reactions inside the chiral environment of artificial metalloproteins, which can be optimized efficiently by directed evolution. My group recently established the formation of lanthanide-protein complexes from highly stable, computationally designed protein scaffolds. Based on this work, we now aim to engineer a photoenzymatic platform for synthetically valuable chemistry. The main goal is to implement and optimize lanthanide photocatalysis in these proteins to facilitate stereoselective C-H activation and C-C bond forming reactions. Moreover, a fundamental mechanistic understanding how such new photocatalytic function emerges in proteins will be crucial for enzyme engineering. To that end, I propose a strategy that mimics natural evolution in a two-step process. Starting from libraries of naive small proteins, a high-throughput screen will first identify lanthanide binders, which are then exposed to a selection system that couples the survival of a bacterial host to an enzymatic detoxification reaction. PhotoLanZyme will yield a new class of sustainable and stereoselective photobiocatalysts. The approach is transferable to other photoredox-active metals, emphasizing its broad potential for synthetic applications.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
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- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften Katalyse Photokatalyse
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften Katalyse Biokatalyse
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Biochemie Biomoleküle Proteine Enzym
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
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Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
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HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2021-STG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
80333 Muenchen
Deutschland
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.