Projektbeschreibung
Technisch veränderte Enzyme für neue Reaktionen
Enzyme sind die effizientesten Katalysatoren der Natur und beschleunigen mit bemerkenswerter Präzision chemische Reaktionen. Ihre natürlichen Fähigkeiten sind jedoch durch die Evolution geprägt worden, was ihren Einsatz in der Industrie einschränkt. Das Team des ERC-finanzierten Projekts BioReInt plant die Entwicklung eines rechnergestützten Rahmenkonzepts zum Design von Enzymen für völlig neue chemische Reaktionen. Die Forschung wird sich auf die Schaffung spezialisierter Enzymumgebungen konzentrieren, die reaktive Moleküle stabilisieren und sie effizient entlang der gewünschten Wege lenken. Mit einer Kombination aus Enzymdynamik, gezielten Mutationen und KI-basierter Proteinmodellierung werden über den Ansatz Proteinsequenzen identifiziert, die für moderne Anwendungen wie radikalische und photokatalytische Prozesse optimiert sind. Die Arbeit von BioReInt könnte Durchbrüche in der grünen Chemie, bei Pharmazeutika und in der Biotechnologie ermöglichen.
Ziel
Enzymes are nature’s most efficient catalysts, enabling complex reactions with remarkable speed and selectivity. However, their scope is limited by evolutionary pressures, restricting their utility in synthetic and industrial applications. While enzyme engineering has achieved significant advancements, major challenges remain. Directed evolution has been transformative, but it is labor-intensive and relies on suitable starting scaffolds. Computational enzyme design is promising complementary strategy, however, its potential remains largely unrealized as designed enzymes often require extensive laboratory evolution, underscoring critical gaps in our understanding of enzyme catalysis.
This project addresses these limitations by developing an integrative computational framework for designing enzymes capable of catalyzing new-to-nature reactions involving highly reactive intermediates. It proposes a transformative approach by combining a holistic understanding of enzymatic catalysis with cutting-edge computational tools inspired by nature’s evolutionary principles. The innovation lies in leveraging enzyme electrostatic preorganization and active site confinement to control and enhance catalysis in complex reactions involving high reactive intermediates. By harnessing conformational dynamics and introducing targeted sets of mutations, the project aims to create confined, polarized environments that stabilize reactive species and guide them along desired pathways. Integrating mechanistic insights with electrostatic preorganization and advanced AI-tools for protein structure prediction, this approach enables precise identification of protein sequences optimized for modern biocatalysis, including radical and photocatalytic processes.
Beyond advancing fundamental understanding, the project will provide accessible AI tools to support researchers in best practices for computational enzyme modeling, driving innovation in green chemistry, pharmaceuticals, and biotechnology.
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 Chemiewissenschaften Katalyse Photokatalyse
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Genetik Mutation
- 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-2025-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.