Projektbeschreibung
Neue Brennstoffzellen-Biokatalysatoren auf der Basis von Metalloenzymen
Die gerichtete Evolution ist eine leistungsstarke Technik für die Erzeugung maßgeschneiderter Enzyme für ein breites Spektrum an Anwendungen in der Biotechnologie. Mit dem EU-finanzierten Projekt DEMED sollen die Werkzeuge der gerichteten Evolution verwendet werden, um künstliche Metalloenzyme für den Einsatz in Brennstoffzellen zu entwickeln und optimieren. Das Projekt wird elektrochemische Tropfen-Mikroarrays einsetzen, um die gewünschten Eigenschaften eines ausgewählten Metalloenzyms zu untersuchen: Sauerstoffoxidoreduktase, die zuvor noch nicht auf H2/O2-enzymatische Brennstoffzellen angewendet wurde. Die Projektergebnisse werden den Weg für die Entwicklung von Hochleistungskatalysatoren auf Basis von Metalloenzymen für den Einsatz in zukünftigen elektrochemischen Geräten (Brennstoffzellen) bereiten.
Ziel
The goal of this Marie Curie Individual fellowship proposal is to establish directed evolution of redox enzymes by means of electrochemical microarrays (DEMED) to enable the direct screening of the enzyme properties desired for their application in electrochemical devices. An O2 reducing metalloenzyme for implementation in biocathodes of H2/O2 enzymatic fuel cells will serve as model system to demonstrate that directed evolution of such redox enzymes screened by electrochemical droplet microarray is advantageous to specifically improve biofuel cell performances. The selected metalloenzyme is rubredoxin: oxygen oxidoreductase (ROO), which has never been applied to H2/O2 enzymatic fuel cells so far. First, ROO gene will be cloned and its random mutagenesis library will be synthesized. Second, the electrochemical droplet microarray will be adapted to enable the screening of the desired properties of the metalloenzyme. Third, electrochemical directed evolution of ROO will be carried out. Finally, the interface of ROO and electrode based on redox active polymers will be co-evolved with ROO to achieve high electron transfer rates to the enzyme and thus enable the fabrication of a high performance biocathode. It is expected that this project will have a groundbreaking on directed evolution of metalloenzymes for their practical implementation in electrochemical devices.
Wissenschaftliches Gebiet
- natural scienceschemical scienceselectrochemistry
- natural scienceschemical sciencespolymer sciences
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsfuel cells
- engineering and technologyindustrial biotechnologybiomaterialsbiofuels
- natural sciencesbiological sciencesbiochemistrybiomoleculesproteinsenzymes
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigenFinanzierungsplan
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordinator
80333 Muenchen
Deutschland