Descrizione del progetto
Un modo intelligente per trasformare la lignina in bio-aromatici a valore aggiunto
Le bioraffinerie convertono la biomassa in prodotti quali biopolimeri, ingredienti alimentari e cosmetici, ecc. Essendo un elemento fondamentale per la transizione verso una bioeconomia sostenibile e circolare, esse si affidano ai catalizzatori naturali, ovvero gli enzimi. Tuttavia, i metodi di ingegneria enzimatica convenzionali sono lenti e inefficienti. Il progetto SMARTBOX, finanziato dall’UE, applica metodi di ingegneria enzimatica computazionale per lo screening delle varianti di enzimi ossidativi più promettenti che portano alla riduzione dei tempi e dei costi per la conversione della lignina in bio-aromatici come vanillina, acido 2,5-furandicarbossilico ed elementi costitutivi del policarbonato. Ciò rende la biocatalisi ossidativa un approccio efficace nella bioraffinazione. Per la prima volta in assoluto, SMARTBOX combinerà la biocatalisi ossidativa con la tecnologia di frazionamento catalitico riduttivo, che consentirà la produzione economicamente e ambientalmente sostenibile di applicazioni di lignina a valore aggiunto.
Obiettivo
Although they have the potential to improve the economic and environmental sustainability of biorefineries, oxidative enzymes have not experienced a complete breakthrough yet in the biobased industries. This is mainly caused by the high cost and long time associated with traditional enzyme engineering methods such as directed evolution. SMARTBOX will develop an advanced computational engineering platform specifically for oxidative enzymes, which can automatically screen for improved enzyme variants with minimal human intervention. This is achieved by implementing several innovations into current computational screening methods, most importantly machine learning, which allows to train the algorithms with experimental results. As this significantly improves computational predictability, the time and costs associated with oxidative enzyme engineering will be reduced 10-fold compared to state-of-the-art (SOTA) directed evolution methods.
Relying on the advanced engineering platform, SMARTBOX will develop the one-enzyme conversion of HMF into FDCA and intermediates, and the one-enzyme conversion of lignin monomers into a potential biobased building block for polycarbonates and vanillin. By adopting a 1-enzyme FDCA production process, the associated production costs and carbon footprint are expected to decrease significantly compared to SOTA chemical oxidation methods. The unique feature of SMARTBOX is that reductive catalytic fractionation (RCF) will be used to selectively produce specific lignin monomers from biomass in near theoretical yields. The structural similarity of the resulting monomers with the SMARTBOX building blocks allows the development of high-yielding processes with only one enzyme. Due to the smart combination between oxidative biocatalysis and RCF, the production of bio-aromatics will proceed with higher yields than the state of the art.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
RIA - Research and Innovation actionCoordinatore
9042 Desteldonk Gent
Belgio
L’organizzazione si è definita una PMI (piccola e media impresa) al momento della firma dell’accordo di sovvenzione.