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Modifying Enzyme with Solid-Binding Peptide for Site-specific and Reversible Enzyme Immobilization

Description du projet

Améliorer les systèmes enzyme-électrode

Les enzymes de réduction-oxydation (redox) facilitent les réactions chimiques impliquant le transfert d’électrons entre les molécules. Ces enzymes sont essentielles dans différents processus biologiques, notamment la respiration cellulaire, la photosynthèse et le métabolisme de divers composés. Elles ont également été étudiées dans des applications liées à la conversion énergétique, à la biodétection et à l’électrosynthèse. Leur stabilité limitée et la difficulté de les aligner sur les surfaces des électrodes empêchent toutefois leur utilisation généralisée. Financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet ReversE entend développer une méthode d’immobilisation réversible pour fixer des enzymes à des électrodes avec une orientation précise. Cette approche favorisera la libération contrôlée des enzymes lors de la stimulation, contribuant ainsi à leur régénération et à leur déploiement durable dans les systèmes enzyme-électrode.

Objectif

Redox enzymes catalyze numerous biological processes that are also relevant for a variety of applications, including energy conversion, biosensing, and electrosynthesis of complex molecules. The intrinsic lability of enzymes that gradually lose catalytic activity over time, however, restricts their operational half-life for practical large-scale application of this sustainable and incredibly energy-saving system. Moreover, enzymes are nanometer-sized macromolecules, that must be properly aligned with the electrode surface for efficient electron transfer and substrate access to the active site regardless of the electron transfer mechanism, direct or mediated, which typically necessitates laborious procedures. The goal of this Marie Skłodowska-Curie Postdoctoral Fellowship project is to develop a reversible immobilization approach that can attach enzymes on an electrode surface in a defined orientation and permit their controlled release on demand upon stimulation (ReversE). This will be accomplished by capitalizing on a gold (Au)-binding peptide fused to [FeFe]-hydrogenase as the model enzyme to have the dual functionality of orienting enzymes on the Au electrode surface in a precise manner to support efficient electron transfer and substrate access to the active site, as well as allowing the bound Au-binding peptide fused enzymes to be released by electrochemical or chemical stimuli and replaced with fresh enzymes when the catalytic activity is reduced to a predetermined value. This will open up the possibility for enzyme regeneration which will be groundbreaking in the context of sustainable deployment of enzyme‒electrode systems.

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-2022-PF-01

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Coordinateur

TECHNISCHE UNIVERSITAET MUENCHEN
Contribution nette de l'UE
€ 189 687,36
Adresse
Arcisstrasse 21
80333 Muenchen
Allemagne
Région
Bayern Oberbayern München, Kreisfreie Stadt
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée