Descrizione del progetto
Sfruttare le valute energetiche della natura nell’autoassemblaggio dissipativo supramolecolare
La formazione di nuove molecole nei sistemi biologici richiede un apporto di energia. Questo cosiddetto autoassemblaggio dissipativo porta a strutture inaccessibili in condizioni di equilibrio. I combustibili biochimici a base di fosfati, come l’adenosina trifosfato, forniscono energia per questi processi incorporando informazioni chimiche nella loro struttura. L’utilizzo di fosfati ed esteri di fosfato per guidare la sintesi automatizzata di strutture supramolecolari in chimica è stato studiato raramente. Il progetto PhosphotoSupraChem, finanziato dal CER, intende colmare questa lacuna di conoscenze. Il team intende studiare i combustibili fosfatici, comprese le loro strutture e attività rilevanti per l’autoassemblaggio dissipativo. I combustibili candidati, con elementi strutturali e di riconoscimento e funzionalità specifiche, saranno utilizzati nella sintesi automatizzata per la scoperta di materiali per la microfluidica.
Obiettivo
Phosphates and phosphate esters underpin biological information transfer, signal transduction, and contribute to the energetics of life. Biochemical fuels that include phosphates (ATP, GTP) drive selective processes, by incorporating chemical information (A vs. G) in their fuel structure. Despite the multifaceted role of phosphates in biology, their use in supramolecular systems chemistry remains largely underexplored.
PhosphotoSupraChem develops roles for phosphates outside of biology and capitalizes on the idea of providing chemical information within abiotic phosphate fuels to control selectivity and reactivity in the context of fuel-driven structure formation. The information is provided by chemical functionalization of energy-rich phosphate fuels, whereby the information encode structural assembly of fuels prior to their consumption, or transfer large chemical groups onto self-assembling species during energy transfer. Specific aims are:
(i) Understand the chemical design space for phosphate fuel self-assembly and how such structures control selectivity and reactivity when transferring the energy for the formation of transient assemblies;
(ii) Construct fuels, capable of transferring structural information, enabling folding and chimeric dissipative self-assembly;
(iii) Promote waste-driven fuel formation, substrate release and peptide bond formation
(v) Involve fuels in automated synthesis for microfluidics materials discovery
PhosphotoSupraChem pioneers an unexplored area of science at the roots of dissipative systems and phosphate-driven systems chemistry. This strategy profoundly contrasts the present non-equilibrium self-assembly research featuring fuelling with molecules that lack structural and recognition elements. In the long term, fabricating biocompatible dissipative systems and developing automated platforms that guide fuels to specific functions will be a decisive step toward creating dynamic assemblies in vivo and programming active soft matter.
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.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
- scienze naturaliscienze fisichemeccanica classicameccanica dei fluidimicrofluidics
- scienze naturaliscienze biologichebiochimicabiomolecole
- ingegneria e tecnologiaingegneria ambientaleenergia e carburanti
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) ERC-2023-STG
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HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
79098 Freiburg
Germania