Descrizione del progetto
Liberare il potenziale della chimica dei pori
Le strutture metallo-organiche sono una classe di materiali cristallini ibridi costruiti a partire dall’interconnessione di nodi metallici e ligandi organici. La loro porosità estremamente elevata, nonché la regolabilità chimica e strutturale senza precedenti, hanno creato interesse in applicazioni che spaziano dalla conservazione e dalla separazione alla catalisi. Il progetto LIVINGPORE, finanziato dall’UE, svelerà il potenziale del sequenziamento dei pori al fine di controllare la risposta conformazionale delle strutture e degli ospiti incapsulati con l’obiettivo di delineare conoscenze definitive circa il possibile utilizzo di strutture reticolari per rispondere a modelli specifici di riconoscimento molecolare (trasformabili) o selezionarli (trasformativi) per la cernita cooperativa in un solido cristallino. Il progetto persegue un cambiamento nell’attuale percezione delle strutture metallo-organiche in materiali porosi unici in grado di fornire risposte strutturali/funzionali vicine ai sistemi biologici, al fine di consentire applicazioni distintive attualmente impensabili che saranno inizialmente dimostrate nella separazione e nella biocatalisi.
Obiettivo
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.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
46010 Valencia
Spagna