Descrizione del progetto
Nuove piattaforme di sintesi elettrochimica dei peptidi per creare solidi catalizzatori di enzimi artificiali
Nei temperati ambienti interni degli organismi viventi, i catalizzatori naturali (ovvero fragili enzimi proteici) convertono molecole di piccole dimensioni cambiandone la tipologia per svariate funzioni metaboliche cellulari. Molte di queste reazioni rivestono particolare importanza per l’energia e il loro sfruttamento allo scopo di supportare processi di conversione destinati alla transizione verso le energie rinnovabili fornirebbe un’alternativa sostenibile agli attuali metalli preziosi rari. Ciononostante, il funzionamento di questi fragili enzimi risulta compromesso nelle condizioni operative estreme che caratterizzano le celle a combustibile o gli elettrolizzatori. Il progetto E-VOLUTION, finanziato dall’UE, impiegherà metodi di evoluzione diretta già consolidati per amminoacidi naturali e condizioni biologiche allo scopo di realizzare enzimi artificiali solidi e altamente attivi a partire da amminoacidi naturali e artificiali.
Obiettivo
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.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
- scienze naturali scienze chimiche catalisi
- ingegneria e tecnologia ingegneria ambientale energia e carburanti
- scienze naturali scienze biologiche biochimica biomolecole proteine enzimi
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Parole chiave
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
PROGRAMMA PRINCIPALE
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Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
(si apre in una nuova finestra) ERC-2021-COG
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Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.
80333 Muenchen
Germania
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.