Description du projet DEENESFRITPL Comprendre les mécanismes de dégradation de la cellulose par les polysaccharides monooxygénases lytiques La cellulose est le biopolymère le plus courant dans le monde, il s’agit d’un élément structurel des parois cellulaires des plantes et des arbres. Notre incapacité à la digérer met notre système gastro-intestinal à rude épreuve. Toutefois, la stabilité inhérente de la cellulose soulève le problème de sa décomposition pour la production de biocarburants. Une famille d’enzymes récemment découvertes, les polysaccharides monooxygénases lytiques, stimule la dégradation de la cellulose. Avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet MetEmbed entend développer et appliquer des approches de simulation de dynamique moléculaire et des méthodes de mécanique quantique pour en appréhender les mécanismes. Cela permettra de valoriser à peu de frais la cellulose abondante et bon marché sous forme de biocarburant de substitution aux combustibles fossiles. Afficher les objectifs du projet Masquer les objectifs du projet Objectif The proposed project aims to develop and apply quantum mechanical (QM) methods targeted at metalloenzymes, for which the methods in use today often fail. The failures are caused by inaccuracies in either 1) the underlying protein structures, 2) the employed QM method or 3) the embedding method that describes electrostatic interactions between the protein environment and the active site (i.e. metal and its nearest ligands). The MetEmbed project addresses 1), 2) and 3) with hydrogenases and polysaccharide monooxygenases (PMOs) as target enzymes. Hydrogenases mediate the reversible conversion of dihydrogen into hydride ions and protons, while PMOs have shown great potential for biofuel production. The overall objective is to investigate the reaction and spin-state energetics for key intermediates in the two proteins' catalytic cycles. To ensure that the underlying structures are accurate, extensive molecular dynamics (MD) simulations with tailored force fields and QM/MM methods will be employed. The adequacy of the QM methods will be ensured by using accurate, multireference QM methods that are known to be well-suited for transition metal systems. Two new multireference QM methods will be applied, namely a multiconfigurational density functional theory hybrid and the density matrix renormalization group method. These methods have high potential for metalloenzymes, but have until now only found little use in this area. To address the effect of the protein electrostatics, an accurate embedding scheme that, contrary to most QM/MM methods, includes the polarization of the environment will be used. The combination of 1) accurate structures, 2) accurate QM methods and 3) polarizable embedding schemes is unprecedented for metalloenzymes. The MetEmbed project will thus predict energetics with a new level of confidence for two systems with high potential in the areas of energy efficiency and low-carbon energy production; both central parts of the HORIZON2020 program. Champ scientifique sciences naturellesmathématiquesmathématiques appliquéesphysique mathématiquesciences naturellessciences biologiquesbiochimiebiomoléculeglucidessciences naturellesinformatique et science de l'informationscience informatiquemultiphysiqueingénierie et technologiebiotechnologie industriellebiomatériauxbiocarburantssciences naturellessciences biologiquesbiochimiebiomoléculeprotéinesenzyme Mots‑clés QM MM methods metalloenzymes hydrogenases polysaccharide monooxygenase Programme(s) H2020-EU.1.3. - EXCELLENT SCIENCE - Marie Skłodowska-Curie Actions Main Programme H2020-EU.1.3.2. - Nurturing excellence by means of cross-border and cross-sector mobility Thème(s) MSCA-IF-2016 - Individual Fellowships Appel à propositions H2020-MSCA-IF-2016 Voir d’autres projets de cet appel Régime de financement MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF) Coordinateur LUNDS UNIVERSITET Contribution nette de l'UE € 173 857,20 Adresse Paradisgatan 5c 22100 Lund Suède Voir sur la carte Région Södra Sverige Sydsverige Skåne län Type d’activité Higher or Secondary Education Establishments Liens Contacter l’organisation Opens in new window Site web Opens in new window Participation aux programmes de R&I de l'UE Opens in new window Réseau de collaboration HORIZON Opens in new window Autres sources de financement € 0,00
