Descrizione del progetto
Ottimizzazione della funzione catalitica attraverso la regolazione della sequenza grazie all’apprendimento automatico
Gli enzimi sono catalizzatori biologici che accelerano le reazioni chimiche all’interno degli organismi viventi, consentendo l’efficiente conversione dei supporti in prodotti con un minore dispendio energetico. Ogni enzima è altamente specifico per il suo supporto e si è evoluto per agire in condizioni fisiologiche. Il progetto SHAPE, finanziato dal CER, si propone di sviluppare enzimi abiotici dotati di capacità catalitiche paragonabili a quelle naturali, ampliandone l’uso nelle trasformazioni chimiche. Il lavoro verterà sulla variazione della sequenza dei monomeri e sulla stereochimica per alterare la struttura secondaria e terziaria in un approccio ingegneristico controllato. Tecniche computazionali avanzate favoriranno l’analisi e l’interpretazione della relazione tra sequenza e funzione catalitica, consentendo di ottimizzare le prestazioni catalitiche.
Obiettivo
Functionalities of enzymes are encoded in amino acid sequences and directed by their SHAPEs with complementary binding pockets for specific substrates. Natural enzymes are remarkable catalysts, however, they are typically optimized by evolution to operate under the constraints of the physiological environment of a living system, which strongly limits the scope of their applications in organic synthesis. Here, I propose to develop abiotic enzymes to selectively catalyze chemical transformations in non-physiological environments. The main objective of the project is to use monomer sequence control to fine-tune the SHAPE of abiotic macromolecules to obtain the desired catalytic functionality. This goal will be realised via four work packages:
(I) Primary structure control to input information into macromolecules – development of synthetic methods yielding high molar mass, sequence-defined polymers, to deliver abiotic proteins at high scales and numbers.
(II) SHAPE control by single chain folding and topology – secondary and tertiary structure evolution by varying the monomer sequence and stereochemistry to tune intramolecular interactions, leading to controlled engineering of globularly folded polymers.
(III) Introducing catalytic activity into abiotic polymers – enhancing selectivity and efficiency of catalytic reactions by advancing an outer sphere that surrounds the metal cofactor.
(IV) Sequence-function studies using machine learning – delivery of models able to interpret multivariate data that will guide the development of complex catalytic systems to find and predict dependencies inaccessible by conventional methods.
Our approach proposes an unexplored method for obtaining abiotic, sequence-defined polymers operating in a non-biological environment whose functions can rival those of natural macromolecules. The study will reveal valuable information on sequence-dependent properties of polymers, to open a field of abiotic enzymes for organic transformations.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
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Parole chiave
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
PROGRAMMA PRINCIPALE
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Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
(si apre in una nuova finestra) ERC-2023-STG
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Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.
61 712 Poznan
Polonia
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.