Descripción del proyecto
Sistemas enzimáticos eficientes en un único reactor
La producción biotecnológica depende de cascadas enzimáticas para lograr biotransformaciones complejas. Sin embargo, hoy día se carece de sistemas eficientes acelulares en un único reactor con componentes regulados. El proyecto financiado con fondos europeos HOTZYMES propone un nuevo concepto para el control espaciotemporal de la cinética de cascadas multienzimáticas a través de campos magnéticos alternos remotos. La actividad enzimática se controlará al conjugar enzimas y nanopartículas magnéticas y al ajustar los gradientes de temperatura a nanoescala para alcanzar de manera precisa y local la temperatura óptima de cada enzima inmovilizada. Para garantizar una fácil separación, reutilización e integración en biorreactores, estos conjugados se incluirán dentro de micropartículas porosas. También se diseñarán y fabricarán nuevos biorreactores magnéticos específicos para biocatálisis para lograr este gran avance tecnológico.
Objetivo
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).
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Palabras clave
Programa(s)
Convocatoria de propuestas
Consulte otros proyectos de esta convocatoriaConvocatoria de subcontratación
H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
Régimen de financiación
RIA - Research and Innovation actionCoordinador
28006 Madrid
España