Projektbeschreibung
Effiziente Eintopfsysteme für Enzyme
Für die komplexen Biotransformationen in der biotechnologischen Produktion werden Enzymkaskaden gebraucht, doch aktuell sind keine effizienten, zellfreien, Eintopfsysteme mit gesteuerten Komponenten verfügbar. Das EU-finanzierte Projekt HOTZYMES stellt nun ein neues Konzept für die räumlich-zeitliche Steuerung der Kinetik von Multi-Enzymkaskaden vor, das auf ferngesteuerten magnetischen Wechselfeldern beruht. Die Enzymaktivität wird dadurch gesteuert, dass die Enzyme und magnetischen Nanopartikel konjugiert sowie die Temperaturgradienten im Nanomaßstab eingestellt werden. So lässt sich für jedes immobilisierte Enzym die optimale Temperatur präzise und an der gewünschten Stelle erzielen. Für eine leichte Trennung, Wiederverwendung und Integration in Bioreaktoren werden diese Konjugate in poröse Mikropartikel eingebunden. Zudem werden neue magnetische Bioreaktoren für die Biokatalyse konzipiert und hergestellt, um diese technologische Revolution zu begleiten.
Ziel
Enzymatic cascades open a path to the efficient implementation of complex biotransformations for producing from high-cost pharmaceuticals to low-cost biocommodities. However, for multi-step synthetic schemes catalyzed by incompatible or unpaired enzymatic cascades, efficient cell-free one-pot systems, where enzymes are perfectly orchestrated and regulated, have yet to be developed. In HOTZYMES, we propose to develop a new ground-breaking concept to exert functional control over different enzymes using magnetic heating. We expect to control enzyme activity by conjugating enzymes and magnetic nanoparticles and tuning temperature gradients at the nanoscale to precisely and locally reach the optimal temperature of each immobilized enzyme. This will allow an unprecedented spatio-temporal control over the kinetics of multi-enzymatic cascades by remotely applying alternating magnetic fields. To ensure an easy separation, re-utilization and integration into bioreactors, these conjugates will be integrated within porous microparticles. To meet this technological break-through we will need to design and fabricate a new generation of magnetic bioreactors specific to the field of Biocatalysis. We will need to answer fundamental questions about the physical mechanisms that govern heat transfer/diffusion between magnetic materials and biomolecules at different spatial scales by bringing together different scientific and technological disciplines and expertise. HOTZYMES will thus contribute to change current industrial biotransformations from an unsatisfactory current paradigm (uncoordinated enzyme function, sequential reactions, disposable bioprocesses) into a game-changing breakthrough (coordinated enzyme function, concurrent reactions, recyclable bioprocesses).
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.
- Technik und Technologie Umweltbiotechnologie Bioremediation Bioreaktor
- Medizin- und Gesundheitswissenschaften Grundlagenmedizin Pharmakologie und Pharmazie Arzneimittel
- Technik und Technologie Nanotechnologie Nanomaterialien
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften Katalyse Biokatalyse
- 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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H2020-EU.1.2. - EXCELLENT SCIENCE - Future and Emerging Technologies (FET)
HAUPTPROGRAMM
Alle im Rahmen dieses Programms finanzierten Projekte anzeigen -
H2020-EU.1.2.1. - FET Open
Alle im Rahmen dieses Programms finanzierten Projekte anzeigen
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.
RIA - Research and Innovation action
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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) H2020-FETOPEN-2018-2020
Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigenKoordinator
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.
28006 MADRID
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.