Projektbeschreibung
Neuartige elektrochemische Plattformen für die Peptidsynthese ermöglichen die Entwicklung robuster Katalysatoren für künstliche Enzyme
Im gemäßigten inneren Milieu lebender Organismen wandeln die natürlichen Katalysatoren (empfindliche Proteinenzyme) kleine Moleküle für eine Vielzahl von zellulären Stoffwechselfunktionen in andere um. Viele dieser Reaktionen sind energierelevant, und ihre Nutzung zur Unterstützung von Konversionsprozessen für den Übergang zu erneuerbaren Energien würde eine nachhaltige Alternative zu den derzeit seltenen Edelmetallen darstellen. Unter den extremen Betriebsbedingungen von Brennstoffzellen oder Elektrolyseuren wird jedoch die Funktion dieser empfindlichen Enzyme beeinträchtigt. Das EU-finanzierte Projekt E-VOLUTION wird Methoden der gezielten Evolution anwenden, die bereits für natürliche Aminosäuren und biologische Bedingungen eingesetzt werden, um hochaktive und robuste künstliche Enzyme aus natürlichen und künstlichen Aminosäuren herzustellen.
Ziel
Global climate and energy challenges require efficient, robust and scalable catalysts for the conversion of renewable energies. Nature has evolved extremely active catalysts (enzymes) for the conversion of small molecules relevant to energy (H2, CO2, N2). The scalability of these enzymes offers distinct advantages over the rare, precious metals that are currently used in energy conversion. Unfortunately, the enzymes are unable to tolerate the extreme conditions of operating fuel cells or electrolyzers. Directed evolution is a powerful approach for improving enzymes, but is mostly restricted to natural amino acids and biological conditions, with limited compatibility for evolving enzymes toward enhanced resistance in abiotic systems. Here, I aim to establish directed evolution in fully abiotic systems, using artificial amino acids to make artificial enzymes that are stable even in extreme conditions. Towards this, I will establish new electrochemical peptide synthesis platforms to enable the generation of enzyme-length peptides using both natural and artificial amino acids. Extended libraries of artificial enzyme variants will be produced and screened directly on electrode microarrays. Top enzyme candidates for the conversion of H2 will be selected using fuel cell/electrolyzer conditions as the evolutionary criteria. By the end, I will have a new procedure for synthesizing libraries of full-length artificial proteins, enabling the creation of thousands of enzyme variants using artificial building blocks. The generation of high-quality datasets will be transformative to drive future machine learning-based evolution steps for both full size enzymes and small-molecule catalysts with applications beyond H2 evolution. We will have discovered highly active catalysts able to sustain conditions of large-scale energy conversion devices, accelerating breakthroughs toward the economically competitive use of renewable energies for fuel and chemical production.
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.
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.
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften Katalyse
- Technik und Technologie Umwelttechnik Energie und Kraftstoffe
- 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).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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.
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.
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.
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.
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-COG
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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.