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Enzymatic cascade biotransformations in digitally manufactured continuous-flow bioreactors

Description du projet

Réduire le coût de production des biocatalyseurs grâce à l’impression 3D

Les biocatalyseurs permettent la production de médicaments plus complexes, mais ils sont actuellement onéreux et prennent du temps. Financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet FlowBioCat aplanira les obstacles actuels auxquels se heurte le génie chimique des biocatalyseurs en développant des réacteurs imprimés en 3D qui optimisent le mélange à faibles débits. Au lieu d’immobiliser les biocatalyseurs dans des réacteurs à lit compact, le projet utilisera des techniques de modification de surface sur mesure impliquant des liquides ioniques. Ce changement permettra de préparer des biocatalyseurs stables présentant un plus grand nombre de sites actifs, pour une productivité accrue. Cette avancée dans le domaine du génie biochimique est susceptible de réduire les coûts et les déchets liés à la production de médicaments, tout en augmentant simultanément l’offre et l’efficacité.

Objectif

Within Industrial Biotechnology, applied biocatalysis is poised to transform drug discovery and development by pharmaceutical industry. Enzymes as catalysts, allow for synthetic chemists to generate molecular complexity avoiding costly and time-consuming protection and deprotection steps. However, the high cost associated to their use, especially if a co-factor is required, the low substrate tolerance and productivity and the difficulties for scale-up, strongly limit the industrial uptake of these processes. The combination of enzyme immobilisation and continuous flow (CF), offers an opportunity to overcome these limitations. Enzymatic performance and recyclability can be dramatically improved by immobilisation and generic problems such as low productivity and substrate inhibition effect can be solved using CF. During the last years, enzymes have been most commonly immobilised in packed bed reactors. However, the very low flow rates required to achieve full conversion, decrease the mixing and make the system look closer to a batch reaction (with its generic problems). Here we aim to address these limitations through the design and manufacture of 3D Printed (3DP) reactors that combine optimised mixing at low flow rates, with tailored surface modification techniques with ionic liquids (ILs) for stable biocatalyst preparation and higher number of active sites. 3DP facilitates the generation of complex geometries in a variety of materials based on ILs, tailored to optimise enzyme stability. The aim of this proposal is to integrate chemical engineering (3DP continuous flow reactors) and biocatalysis (stable and recyclable immobilised enzymes) to develop more efficient biotransformations in flow, easy and effective immobilisation of enzymes and significantly promote sustainable development of IB. It will have a direct impact in the EU from an environmental, economic and social perspective, lowering drug prices, facilitating distributed production and reducing waste.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2021-PF-01

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Coordinateur

UNIVERSITAT JAUME I DE CASTELLON
Contribution nette de l'UE
€ 165 312,96
Adresse
AVENIDA VICENT SOS BAYNAT S/N
12006 Castellon De La Plana
Espagne
Région
Este Comunitat Valenciana Castellón/Castelló
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée