Projektbeschreibung
Technisch hergestellte Lytische Polysaccharid-Monooxygenasen könnten Kohlenwasserstoffreaktionen beflügeln
Lytische Polysaccharid-Monooxygenasen (LPMOs) und Zytochrome P450 (CYPs) sind Kupferenzyme, welche die regions- und stereospezifische Oxidation nicht aktivierter Kohlenwasserstoffe katalysieren. Diese Reaktionen sind für die Biotechnologie von zentraler Bedeutung, da sie die Herstellung wertvoller Erzeugnisse wie z. B. Bioethanol der zweiten Generation und veredelter Chemikalien ermöglichen. Um die Hindernisse im Zusammenhang mit dem Einsatz von Zytochrom zu überwinden, strebt das EU-finanzierte Projekt NewCat an, eine neue Art von Katalysator entwickeln – technisch hergestellte lytische Polysaccharid-Monooxygenasen –, welche die gleiche Art von Reaktionen herbeiführen können. Es handelt sich hierbei um kleine und starre wasserlösliche Proteine, die ohne Weiteres im größeren Maßstab produziert werden können.
Ziel
"Lytic polysaccharide monooxygenases (LPMO) and cytochrome P450 (CYP) are copper- and iron-dependent, respectively,
enzymatic systems that perform regio- and stereospecific oxidation of non-activated hydrocarbons in Nature. To control such
reactions in modern industry and biotechnology is of utmost importance in creating products of value such as secondgeneration
bioethanol and products of value for i.e. the pharmaceutical industry. Due to the major drawbacks of using CYPs,
including their partially membrane bound nature and the requirement of a reductase in combination with reducing agents
such as NAD(P)H to transfer electrons to the active site for oxygen activation, it is highly desirable to develop new type of
catalyst that can perform the same type of reactions. An attractive alternative strategy is to engineer LPMOs to perform CYP
catalysis. LPMOs are small, robust, easy to produce in large scale, and rigid water-soluble proteins with a plethora of
electron donors. The extended, flat LPMO surface, with huge natural sequence variation and thus, likely, mutability, provides
a fantastic scaffold for engineering access to the active site as well as substrate affinity. We propose to use LPMOs
engineered to accommodate typical CYP substrates and immobilize this on solid supports to provide confinement necessary
in bringing the oxygen species together with the C-H bond to be oxidized in a tailored, ""closed"" environment. Moreover, the
rate of LPMO catalysis can be greatly enhanced compared to traditional CYP catalysis by the addition H2O2 in the presence
of low, priming concentrations of an external reductant to achieve efficiency constants (kcat/Km) in the order of 106 M-1s-1,
which is typical for peroxygenases. The proposed ground-breaking research fits excellently well with the work program
""Future and Emerging Technologies"" where the goal is to challenge current thinking."
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. Das Projektteam hat die Klassifizierung dieses Projekts bestätigt.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Das Projektteam hat die Klassifizierung dieses Projekts bestätigt.
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-EIC-2021-PATHFINDEROPEN-01
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Norwegen