Projektbeschreibung
Entwicklung von Enzymen für nachhaltige Branchen
Bei Enzymen handelt es sich in der Regel um Proteine, die als Katalysatoren zur Beschleunigung chemischer Reaktionen in lebenden Organismen dienen. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei vielen Vorgängen in der Zelle, z. B. bei der DNS-Replikation und der Proteinsynthese, und werden aufgrund ihrer nützlichen Eigenschaften auch in der Industrie genutzt. Die derzeitigen Methoden zur Entwicklung von Enzymen für industriell nutzbringende Ziele sind jedoch langsam und teuer. Ziel des vom Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekts FASTEN ist die Entwicklung eines neuen computergestützten Ansatzes für die schnelle und genaue Entwicklung effizienter Enzyme für industrielle Anwendungen. Die Forschenden werden Instrumente einsetzen, die auf maschinellem Lernen, Korrelation und Koevolution sowie rechnerischer Geometrie basieren, um Mutationen zur Verbesserung der Enzymaktivität vorherzusagen. Die Erkenntnisse zur katalytischen Effizienz dieser neuen Enzyme werden dazu beitragen, das Designprotokoll zu verbessern und nachhaltige industrielle Prozesse zu ermöglichen.
Ziel
Life could not be sustained without the presence of enzymes, which are responsible for accelerating the chemical reactions in a biologically compatible timescale. Enzymes present other advantageous features such as high specificity and selectivity, plus they operate under very mild biological conditions. Inspired by these extraordinary characteristics, many scientists wondered about the possibility of designing new enzymes for industrially-relevant targets. Unfortunately, none of the current enzyme design strategies is able to rapidly design tailor-made enzymes at a reduced cost. This is limiting the general routine application of enzyme catalysis in industry, and thus the chemical manufacturing competitiveness. The goal of this project is to develop a fast yet accurate computational enzyme design approach for allowing the routine design of highly efficient enzymes. FASTEN combines computational chemistry, deep learning, graph theory, and computational geometry for controlling the complexity of enzyme catalysis in a new computational protocol that will capture the chemical steps and conformational changes that take place along the catalytic itinerary. Active site and distal activity-enhancing mutations are predicted based on correlation and co-evolutionary-based guidelines, and the catalytic potential of the new designs is estimated by means of geometry-based oracles. This new computational approach will be validated with the design of enzymes presenting complex conformational dynamics and multi-step mechanisms. The experimental evaluation of many of the designs will finally reveal the potential of this new approach for the fast routinely design of industrially-relevant enzymes. FASTEN has the potential of making the routine design of enzymes possible, thus improving our current lives and leading to a more sustainable world for our generations.
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 Biowissenschaften Genetik Mutation
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften Katalyse
- Naturwissenschaften Mathematik reine Mathematik Geometrie
- 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.
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.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2022-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.
17004 GIRONA
Spanien
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.