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Harnessing the Catalytic Potential of Nitrogenases

Descrizione del progetto

Piante che producono i propri fertilizzanti azotati

Il processo Haber-Bosch è il principale processo di produzione industriale di ammoniaca, essenziale per la produzione di fertilizzanti azotati e per l’approvvigionamento alimentare globale. Richiede idrogeno e azoto allo stato gassoso e un catalizzatore a base di ferro ad alta temperatura e pressione, con conseguente enorme consumo di energia, emissioni di gas serra e problemi ecologici. Le nitrogenasi fissano l’azoto, ma sono presenti solo nei procarioti. Il progetto GOFIXIT, finanziato dal CER, mira a stabilire la produzione ricombinante di un sistema enzimatico nitrogenasi completo in un ospite eterologo, in particolare colture alimentari. GOFIXIT produrrà i componenti enzimatici, li analizzerà e svilupperà il percorso dalla sintesi e maturazione al trasferimento e all’inserimento dei centri metallici catalitici che sono esclusivi di questi enzimi.

Obiettivo

Biological nitrogen fixation is nature’s alternative to the industrial Haber-Bosch process that currently feeds at least half of the human world population through the provision of nitrogen fertilizers. In addition to its high energy demand, the process increasingly leads to various ecological problems, as its annual output steadily grows with demand. Haber-Bosch ammonia synthesis leads to the release of the greenhouse gases CO2 and N2O and to eutrophication of waters and aquifers because a substantial portion of nitrogen is lost to competing chemical and biological processes. One solution for this is to transfer the enzyme directly into food crops.

GOFIXIT will establish the recombinant production of a complete nitrogenase enzyme system in a heterologous host and make a link to central metabolism, effectively converting the host into a functional diazotroph. Nitrogenase is a two-component metalloenzyme that is uniquely able to reduce chemically inert, atmospheric N2 into its bioavailable form, ammonium. It occurs only in prokaryotes, is highly sensitive to O2, and it requires large amounts of metabolic energy in form of ATP and a strong reduct-ant for catalysis. To obtain a functional production system, all these points must be addressed in parallel. Based on our long record of research on nitrogenases, we are ideally positioned to succeed, focusing on our unique competence in preparative protein biochemistry and analysis. We have produced, isolated, and structurally characterized all three nitrogenase isoforms, and developed the spectroscopic and structural tools for a detailed analysis of their intricate metal cofactors. GOFIXIT focuses on the production of the enzyme components, and based on their analysis chooses, tunes, and applies the required accessory machineries for the synthesis, maturation, transfer, and insertion of the catalytic metal centres that are unique to this class of enzymes.

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.

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Parole chiave

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.

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.

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.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

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-ADG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

ALBERT-LUDWIGS-UNIVERSITAET FREIBURG
Contributo netto dell'UE

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.

€ 2 963 906,00
Indirizzo
FAHNENBERGPLATZ
79098 Freiburg
Germania

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Regione
Baden-Württemberg Freiburg Freiburg im Breisgau, Stadtkreis
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale

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.

€ 2 963 906,00

Beneficiari (1)

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