Opis projektu
Separacja faz w kopolimerach blokowych szansą na uzyskanie chemikaliów przyjaznych dla środowiska
Komórka może regulować poszczególne szlaki metaboliczne dzięki separacji przestrzennej funkcjonalnych makromolekuł. A gdyby tak przenieść tę zdolność na sztuczne materiały? Umożliwiłoby to badanie wpływu efektów przestrzennych na szlaki biochemiczne oraz rozwój nowych technologii dla zastosowań pozakomórkowych, takich jak otrzymywanie cennych środków chemicznych lub syntetycznych półproduktów w sposób przyjazny dla środowiska. Zespół finansowanego przez UE projektu enzymeCOMP wykorzysta możliwości kontrolowanej separacji faz w kopolimerach blokowych zamkniętych w nanocząstkach. Rolą tych nanocząsteczek będzie zapewnienie wsparcia strukturalnego i bliskości przestrzennej, co zwiększy wydajność procesu powstawania produktów. Dzięki tej funkcji nanostrukturalne cząsteczki jawią się jako idealne rozwiązanie zapewniające unikalną domenę dla kompartmentalizacji enzymów w drodze zewnętrznej funkcjonalizacji przeprowadzanej po ich złożeniu.
Cel
"Nature has the unique ability to program macroscopic functions via the morphology of nano-scopic systems. One way the cell can control a certain metabolic pathway is by spatial separation of functional macromolecules. Transferring this high level of control to artificial materials would allow not only to study the influence of spatial effects on biochemical pathways, but also to develop new technologies for non-cellular applications. These include the environment-friendly and high-yielding preparation of valuable chemicals or synthetic intermediates. To address this task, the proposed project will exploit the power of controlled block copolymers phase-separation in the confinement of nanoparticles. Nanoparticles can provide structural support and spatial proximity that could ultimately increase product formation. In this context, nanostructured particles are ideal candidates providing unique domains for enzyme compartmentalization by external post-assembly functionalization. In this research project we propose to use poly(styrene)-block-poly(butadiene) nanoparticles as a matrix for post-assembly and domain-selective anchoring of enzymes. For this, two new functionalized polymeric surfactants will be obtained: poly(styrene)-block-poly(ethylene glycol)-""X"" and poly(butadiene)-block-poly(ethylene glycol)-""Y"". Where ""X"" and ""Y"" represent orthogonal reactive groups, which should allow selective attachment of any two enzymes. We proposed the synthesis of striped ellipsoidal nanoparticles where each domain will contain one type of enzyme of a cascade system. We aim for this tandem configuration of one enzyme next to the other to increase the rate of the overall enzymatic reaction. The success of this project could ultimately change the paradigm of the conventional chemistry industry to an environment-friendly approach."
Dziedzina nauki
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
MSCA-IF-EF-ST - Standard EFKoordynator
14195 Berlin
Niemcy