Projektbeschreibung
Das Potenzial der Porenchemie ausschöpfen
Metallorganische Gerüstverbindungen sind eine Klasse hybrider kristalliner Materialien, die durch die Verbindung von Metallknotenpunkten und organischen Liganden gekennzeichnet sind. Durch ihre ultrahohe Porosität sowie ihre neuartige chemische und strukturelle Abstimmbarkeit haben sie im Zusammenhang mit Anwendungen in den Bereichen Speicherung und Abscheidung bis hin zur Katalyse Interesse geweckt. Das EU-finanzierte Projekt LIVINGPORE wird nun das Potenzial der Porensequenzierung zur Steuerung der Konformationsreaktion von Gerüsten und eingekapselten Gastmolekülen erschließen, um letztlich zu verstehen, wie netzartige Gerüste dazu dienen können, auf spezifische molekulare Erkennungsmuster zu reagieren (transformierbar) oder diese für eine kooperative Auswahl in einem kristallinen Festkörper auszuwählen (transformativ). Das Projektziel lautet, die aktuelle Wahrnehmung der metallorganischen Gerüstverbindungen als einzigartige poröse, zu strukturellen/funktionellen Reaktionen fähige Materialien mehr in Richtung der biologischen Systeme zu verändern, um besondere, bisher undenkbare Anwendungen zu fördern, die zunächst in den Bereichen Abscheidung und Biokatalyse demonstriert werden.
Ziel
The conformational flexibility and biological function of proteins is dictated by the positioning of a few amino acids into specific arrangements linked by peptide bonds. We intend to implement this same principle of sequencing, essential to biology, to synthetic porous materials by encoding pore environments with atomic precision to control structural response and function. The road to this vision remains blocked by the lack of methodologies and understanding which is required to untap the value of pore chemistry in controlling the conformational response of frameworks and encapsulated guests. LIVINGPORE is structured around the complementary concepts of ‘transformable’ and ‘transformative’ porosity, that share the use of amino acid side chain chemistry and peptide bond rotations for selecting the conformational response and function of flexible frameworks (oligopeptide linkers) or flexible guests (small enzymes) by using programmed pore settings and mutants. We will develop both concepts in parallel by implementing a central high-throughput workflow that integrates computational and experimental routines for rational design and accelerated discovery. These synergic, multidisciplinary tools will be used to i) guide chemical synthesis, ii) evaluate structural response and iii) rationalize function, all required for going beyond what can be currently achieved with conventional methods. The central objective of this materials chemistry project is to lay definitive understanding on how reticular frameworks can be used to respond to (transformable) or select (transformative) specific molecular recognition patterns for cooperative selection in a crystalline solid. The long-term vision is a shift in the present perception of Metal-Organic Frameworks into unique porous materials capable of structural/functional responses closer to biological systems that enable distinctive applications currently unthinkable of, here initially demonstrated in separation and biocatalysis.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsGastgebende Einrichtung
46010 Valencia
Spanien