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Enzyme-Mediated Dynamic Combinatorial Chemistry

Description du projet

Utiliser des modèles pour diriger la synthèse enzymatique

Dans la nature, les modèles biomoléculaires définissent les résultats des réactions enzymatiques dans certains des processus biologiques les plus fondamentaux, tels que la réplication, la transcription et la traduction de l’ADN. Le projet ENZYME-DCC, financé par l’UE, étudiera la possibilité d’utiliser des modèles synthétiques (artificiels) pour diriger des réactions enzymatiques et accéder à des produits différents de ceux formés dans la nature. Les chercheurs exploreront une approche conceptuellement nouvelle de l’utilisation des enzymes pour la synthèse chimique, qui consiste à combiner des outils et des concepts de la chimie de synthèse avec l’enzymologie. Dans cette nouvelle méthodologie, les enzymes catalysent des réactions réversibles et génèrent des mélanges dynamiques complexes de produits interconvertis. Des molécules modèles artificielles seront ensuite ajoutées pour reconnaître et sélectionner les produits souhaités dans les mélanges.

Objectif

Biomolecular templates define the outcomes of enzymatic reactions in some of the most fundamental of biological processes, such as DNA replication, transcription and translation. In synthetic chemistry, molecular templates have enabled the synthesis of highly complex molecular architectures and interlocked structures. The possibility to use synthetic templates to direct enzymatic reactions and obtain alternative products to those generated in Nature will be investigated in this project. The overall objective of this research programme is to explore a conceptually new approach to the use of enzymes for chemical synthesis and thus establish a new synthetic methodology - Template-Directed Enzyme-Mediated Dynamic Combinatorial Chemistry. We will exploit the inherent reversibility of enzymatic reactions to generate dynamic chemical networks, which can be manipulated via supramolecular interactions with artificial template molecules to promote the preferential synthesis of specific products. To implement this novel concept, we will develop an unprecedented, templated, enzymatic approach to oligosaccharide synthesis. We will explore dynamic systems of interconverting glycans with the goal of accessing unusual or challenging oligosaccharide products. The specific aims are: 1. To achieve templated enzymatic selective synthesis of large-ring cyclodextrins (cyclodextrins (CDs) with more than 8 glucose units). 2. To explore cyclodextrin glucanotransferase-mediated dynamic mixtures of modified CDs, and, using thiol-functionalised CDs, develop a doubly dynamic system that combines reversible transglycosylation with disulfide exchange. 3. To generate phosphorylase-mediated dynamic mixtures of linear α-1,4-glycans and employ templates to achieve length- and sequence-selective synthesis. 4. To establish a fuelled far-from-equilibrium system for continuous large-ring CD synthesis using templates together with a series of interconnected dynamic enzymatic transformations.

Institution d’accueil

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET
Contribution nette de l'UE
€ 1 499 993,00
Adresse
ANKER ENGELUNDS VEJ 101
2800 Kongens Lyngby
Danemark

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Région
Danmark Hovedstaden Københavns omegn
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 1 499 997,00

Bénéficiaires (1)