Ziel
Enzymes are remarkably efficient catalysts and their recent use in non-aqueous organic solvents is opening a tremendous range of applications in synthetic chemistry: since, surprisingly, most enzymes do not denature in these non-natural environments, new reactions involving e.g. water-insoluble reagents can be catalyzed, while unwanted degradation side reactions are suppressed.
However, a key challenge for these applications is to overcome the greatly reduced catalytic activity compared to aqueous conditions. Empirically, adding activators such as salts or small amounts of water dramatically enhances the activity, but the underlying mechanisms have remained elusive, thus preventing a rational optimization.
Through analytic modeling and numerical simulations, our project will provide the first atomic-scale detailed description of enzyme catalysis in organic solvents, including the key role of the environment. We will then use this unprecedented molecular insight to design rigorous new procedures for the rational engineering of systems with dramatically enhanced activities, both through optimized choices of solvents and additives, and through targeted protein mutations.
Specifically, we will first rigorously establish the influence of enzyme flexibility on catalytic activity through an original model accounting for the dynamic disorder arising from conformation fluctuations. Second, we will provide the first molecular explanation of the commonly invoked “lubricating” action of added water. Third, the underlying mechanism of the much employed salt-induced activation will be determined, probably calling for a radical change from the currently used picture of a water-mediated action.
Far-reaching practical impacts are expected for the numerous industrial syntheses already employing biocatalysis in non-aqueous media.
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.
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- Naturwissenschaften Biowissenschaften Genetik Mutation
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften Katalyse Biokatalyse
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Biochemie Biomoleküle Proteine Enzym
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Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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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.
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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ERC-2011-StG_20101014
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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.
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Gastgebende Einrichtung
75794 PARIS
Frankreich
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.