Skip to main content
Vai all'homepage della Commissione europea (si apre in una nuova finestra)
italiano it
CORDIS - Risultati della ricerca dell’UE
CORDIS

Proton-Electron Dynamics in Fe-N2ase: Mechanistic Dissection by Advanced Spectroscopy

Descrizione del progetto

Chimica verde ispirata alla natura

La fissazione dell’azoto comporta la conversione dell’azoto atmosferico in ammoniaca ed è essenziale per la vita e l’agricoltura. Sebbene la produzione industriale di ammoniaca richieda un elevato consumo energetico, gli enzimi nitrogenasi realizzano questo processo in modo naturale in condizioni non estreme. Una variante particolarmente intrigante, denominata nitrogenasi ferrica, è in grado di ridurre l’anidride carbonica in metano, ma non sappiamo come il suo sito attivo coordini queste reazioni. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto ProFeN studierà il meccanismo di catalisi della nitrogenasi ferrica. I ricercatori definiranno un quadro meccanicistico utilizzando tecniche avanzate di spettroscopia e modellizzazione computazionale, aprendo la strada alla progettazione di catalizzatori bioispirati per la sintesi sostenibile dell’ammoniaca e la riduzione dell’anidride carbonica.

Obiettivo

To achieve sustainable food production and green chemistry, new catalytic strategies are needed for N2 fixation and CO2 utilization. Nitrogenases (N2ases) offers an outstanding natural example, operating N2 fixation under ambient conditions. Among them, Fe-N2ase is particularly intriguing. It produces more H2 than Mo-N2ase and uniquely reduces CO2 to CH4. Yet, the catalytic principles of its active site, FeFeco, remain unresolved. Understanding how FeFeco orchestrates proton-electron transfer is key to uncovering rules of biological catalysis and inspiring new approaches to NH3 synthesis, H2 evolution, and CO2 reduction.
ProFeN aims to deliver the first systematic dissection of proton-electron transfer pathways in Fe-N2ase. The project focuses on early intermediates during N2 fixation, where FeFeco accepts and distributes protons and electrons. Intermediates will be trapped and quantified, extending methodologies established for Mo-N2ase. Their structural and electronic dynamics will be then resolved using a complementary spectroscopic toolkit, including CW/pulsed EPR and HERFD-XAS/XES, coupled with multivariate data analysis and a tiered DFT-WFT computational framework. Site-selective Se substitution at sulfides will add atomic-level insight, enabling direct correlation of Fe- and ligand-centered changes with catalytic function. The outcome will be a comprehensive mechanistic framework for Fe-N2ase and a transferable toolkit for studying complex metalloenzymes and designing bio-inspired catalysts.
Beyond scientific advances, ProFeN will equip the fellow with interdisciplinary expertise and transferable skills in project management, mentoring, leadership and international collaboration. This positions her for a tenure-track academic career in enzymatic and heterogeneous catalysis and to lead future efforts in sustainable, bio-inspired chemical transformations.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2025-PF

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Coordinatore

MAX-PLANCK-GESELLSCHAFT ZUR FORDERUNG DER WISSENSCHAFTEN EV
Contributo netto dell'UE
€ 202 125,12
Costo totale
Nessun dato