Descripción del proyecto
Nueva fuente de energía para alimentar la biocatálisis redox industrial
Las enzimas redox tienen potencial industrial si se utilizan para aportar sostenibilidad a los alimentos, los combustibles y la conversión de CO2. Las enzimas redox necesitan una fuente de energía para alimentar las reacciones. Su traslación a la industria requiere la adición de unas sustancias químicas que aportan electrones y aumentan los costes, a diferencia de los procesos naturales en los que los electrones se transfieren a partir de cofactores. El objetivo del proyecto VibroZyme, financiado por las Acciones Marie Skłodowska-Curie, es desarrollar un método innovador para alimentar las enzimas redox empleando energía mecánica y materiales piezoeléctricos y crear así el campo de investigación de la biocatálisis mecanorredox. El equipo del proyecto utilizará materiales mecanorredox para transformar la energía vibracional del entorno en un suministro de electrones para alimentar la biocatálisis redox imitando la conversión de estímulos mecánicos en actividad electroquímica de los sistemas vivos.
Objetivo
Redox enzymes are a diverse enzyme class with significant industrial potential, improving sustainability in food, fuel and CO2 conversion. However, redox enzymes need a source of energy (electrons) to power their important reactions. While nature employs electrons transferred from cofactors (e.g. NAD(P)H) to drive redox biocatalysis, industry translation requires the addition of sacrificial chemicals, which increases cost, waste, and purification, and impedes scalability. This project aims to develop a new method to power redox enzymes using mechanical energy and piezoelectric materials, establishing a unique research field in mechanoredox biocatalysis. Inspired by natural mechanotransduction, where living systems convert mechanical stimuli into electrochemical activity, I will employ mechanoredox materials to transform ubiquitous vibrational energy from the environment into a sustainable supply of electrons to power redox biocatalysis. I will demonstrate this technology by coupling scalable piezoelectric-polymer composites with formate dehydrogenase (FDH) as a model enzyme, for vibration-powered CO2 reduction.
First, I will design, construct and optimise piezo-polymer beads and films that generate a mechanoredox potential matched to redox enzymes. Next, I will couple these materials with FDH to catalyse CO2 reduction using vibrations from pumping as mechanical stimulus. Two routes will be explored, namely mediated and direct energy transfer (MET and DET) from the stimulated mechanoredox materials, culminating in a platform technology for exploiting redox enzymes in industry. I will gain extensive scientific and transferable skills from the team of Prof. Anne Meyer at DTU and my industry partner Novozymes to support my career development, including enzyme production and immobilization, and commercialisation. VibroZyme embodies a new strategy to enhance the scalability, sustainability and productivity of redox biomanufacturing, with immense commercial potential.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinador
2800 Kongens Lyngby
Dinamarca