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Enzyme design and engineering by implementation of non-canonical amino acids in protein scaffolds

Descrizione del progetto

Enzimi reingegnerizzati per un nuovo design di catalizzatore

Aumentare la velocità e l’efficienza energetica con cui si verificano le reazioni è fondamentale per numerosi processi in natura, nell’industria e in medicina. Molecole specializzate chiamate catalizzatori fanno questo lavoro. In natura, la maggior parte dei catalizzatori è rappresentata dagli enzimi, proteine complesse costituite da sequenze di aminoacidi. In natura si trovano anche catalizzatori non enzimatici, che sono particolarmente diffusi nei processi industriali. Tuttavia, in genere questi richiedono temperature elevate e grandi concentrazioni per funzionare in modo soddisfacente. I sali di tiazolio sono stati a lungo utilizzati come catalizzatori per la chimica organica e THIAZOLIUMenzyme sta sviluppando un modo per ottenere il meglio da entrambi i mondi. Incorporando aminoacidi tiazolici in un enzima, il team prevede di fornire un catalizzatore più verde per applicazioni industriali e un nuovo enzima per uso medico.

Obiettivo

The design of enzymatic catalysts and protein therapeutics with tailored, new-to-nature properties is a long-standing goal in enzymology and cell biology. Nature generally uses 20 amino acids as building blocks for protein synthesis. However, this portfolio limits the options for engineering proteins with ‘un-natural’ activities. Recent developments in the expansion of the genetic code have the potential to revolutionise the design of novel enzymes; by reprogramming the genetic code, we could convey novel functionality into proteins and extend their properties. This project aims at incorporating thiazolium amino acids into the active site of a promiscuous and highly evolvable de novo enzyme, namely the RA95 (retro)-aldolase, for orchestrating organocatalytic transformations of clinical and industrial interest. Such reactions, conventionally mediated by non-enzymatic, small molecule N-heterocyclic carbene (NHC) catalysts require high temperature and catalyst loading. An engineered enzyme with the ability to catalyse such chemistry may overcome the drawbacks of these abiological catalysts, serving as a ‘greener’ biocatalytic alternative, and also perform the desired reactions in cells for medicinal purposes. This initiative will pave the way for development of general strategies for creating enzymes with unique properties and provide a tool-box for efficient, environmentally-friendly and bioorthogonal organocatalysed reactions. It is anticipated that the generated artificial biocatalysts will have attractive applications in research, medicine and industry.

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.

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Meccanismo di finanziamento

MSCA-IF-EF-ST -

Coordinatore

EIDGENOESSISCHE TECHNISCHE HOCHSCHULE ZUERICH
Contributo netto dell'UE
€ 191 149,44
Indirizzo
Raemistrasse 101
8092 Zuerich
Svizzera

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Regione
Schweiz/Suisse/Svizzera Zürich Zürich
Tipo di attività
Istituti di istruzione secondaria o superiore
Collegamenti
Costo totale
€ 191 149,44