Descrizione del progetto
Biocatalizzatori più efficienti per sostanze chimiche sostenibili e potenti
La natura ha sviluppato strumenti catalitici per sostanze chimiche energetiche e sostenibili che potrebbero consentire ai ricercatori di realizzare molecole non facilmente producibili tramite chimica tradizionale. I siti attivi dei catalizzatori biomimetici si basano principalmente su metalli quali il ferro, il nichel e il molibdeno, che sono molto diffusi sulla Terra. Ciononostante, i tentativi intesi a generare catalizzatori biomimetici non sono per lo più riusciti a riprodurre l’elevata attività, la stabilità e la selettività degli enzimi. Il progetto BiocatSusChem, finanziato dall’UE, sta sviluppando una serie di strumenti sperimentali di spettroscopia a infrarossi per esplorare e comprendere in modo migliore i meccanismi alla base dei metalloenzimi redox in situ. Gli studi getteranno nuova luce sul modo in cui gli eventi chimici vengono coordinati all’interno di complessi metalloenzimi multicentro, promuovendo una nuova generazione di catalizzatori di ispirazione biologica.
Obiettivo
Many significant global challenges in catalysis for energy and sustainable chemistry have already been solved in nature. Metalloenzymes within microorganisms catalyse the transformation of carbon dioxide into simple carbon building blocks or fuels, the reduction of dinitrogen to ammonia under ambient conditions and the production and utilisation of dihydrogen. Catalytic sites for these reactions are necessarily based on metals that are abundant in the environment, including iron, nickel and molybdenum. However, attempts to generate biomimetic catalysts have largely failed to reproduce the high activity, stability and selectivity of enzymes. Proton and electron transfer and substrate binding are all finely choreographed, and we do not yet understand how this is achieved. This project develops a suite of new experimental infrared (IR) spectroscopy tools to probe and understand mechanisms of redox metalloenzymes in situ during electrochemically-controlled steady state turnover, and during electron-transfer-triggered transient studies. The ability of IR spectroscopy to report on the nature and strength of chemical bonds makes it ideally suited to follow the activation and transformation of small molecule reactants at metalloenzyme catalytic sites, binding of inhibitors, and protonation of specific sites. By extending to the far-IR, or introducing mid-IR-active probe amino acids, redox and structural changes in biological electron relay chains also become accessible. Taking as models the enzymes nitrogenase, hydrogenase, carbon monoxide dehydrogenase and formate dehydrogenase, the project sets out to establish a unified understanding of central concepts in small molecule activation in biology. It will reveal precise ways in which chemical events are coordinated inside complex multicentre metalloenzymes, propelling a new generation of bio-inspired catalysts and uncovering new chemistry 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.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
- scienze naturaliscienze chimicheelettrochimicaelettrolisi
- scienze naturaliscienze chimichechimica inorganicametalli di transizione
- scienze naturaliscienze chimichecatalisibiocatalisi
- scienze naturaliscienze biologichebiochimicabiomolecoleproteineenzimi
- scienze naturaliscienze fisicheotticaspettroscopia
È necessario effettuare l’accesso o registrarsi per utilizzare questa funzione
Siamo spiacenti… si è verificato un errore inatteso durante l’esecuzione.
È necessario essere autenticati. La sessione potrebbe essere scaduta.
Grazie per il tuo feedback. Riceverai presto un'e-mail di conferma dell'invio. Se hai scelto di ricevere una notifica sullo stato della segnalazione, sarai contattato anche quando lo stato della segnalazione cambierà.
Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) ERC-2018-COG
Vedi altri progetti per questo bandoMeccanismo di finanziamento
ERC-COG -Istituzione ospitante
OX1 2JD Oxford
Regno Unito