Obiettivo
PROTEINS CONTAINING METAL IONS DO CATALYSE MANY IMPORTANT BIOLOGICAL REACTIONS, NAMELY THOSE INVOLVING TRANSFER OF ELECTRONS. IT IS ANTICIPATED THAT MODIFICATIONS OF THE METAL CLUSTERS OF THESE PROTEINS WILL OPEN NEW CATALYTIC POSSIBILITIES THAT CAN BE USED IN MULTIPHASE BIOCATALYSIS AND THE DEVELOPMENT OF NOVEL BIOREACTORS. THE DESIGN OF SUCH CATALYSTS OBTAINED BY A BIOSYNTHETIC ROUTE MAY TURN OUT TO BE ADVANTAGEOUS IN COMPARISON WITH CHEMICAL SYNTHETIC ONES AND CAN THUS SUBSTANTIALLY EXPAND THE FIELD OF BIOINORGANIC CHEMISTRY.
Iron sulphur proteins are involved as main catalysts in bioconversion processes (hydrogen evolution, nitrogen and carbon monoxide fixation, photosynthesis, respiration, etc). The metal active centres of different iron sulphur proteins (simple and complex, eg rubredoxin, ferredoxins and hydrogenase) were characterised and chemically modified, in order to produce new active structures with novel, and/or enhanced catalytic properties. A new concept of assisted inorganic synthesis by a protein template was developed for the synthesis of mixed metal clusters. The reactivity and stability of the newly formed catalysts and hydrogenase (free and immobilised) were tested by measuring hydrogen evolution/production, deuterium(2)/hydrogen(+) exchange (mass spectrometry) and hydrogenation activity. Another important goal was to develop an adequate system to test hydrogenation activity in a multiphase biocatalyst system with immobilised hydrogenase or bacterial cells.
Iron sulfur proteins are involved as main catalysts in bioconversion processes (hydrogen evolution, nitrogen and carbon monoxide fixation, photosynthesis, respiration, etc). The metal active centres of different iron sulfur proteins, simple and complex, (eg, rubredoxin, ferredoxins and hydrogenase) were characterized and chemically modified, in order to produce new active structures with novel, and/or enhanced catalytic properties. A new concept of assisted inorganic synthesis by a protein template was developed for the synthesis of mixed metal clusters. The reactivity and stability of the newly formed catalysts and hydrogenase (free and immobilized) were tested by measuring hydrogen evolution and production, deuterium protium exchange (mass spectroscopy) and hydrogenation activity.
The following results were obtained (from research into the structure, reactivity and immobilization of metalloproteins:
isomorphous substitutions (cobalt and nickel) of the iron centre in rubredoxins:
chemical and spectroscopic characterization;
testing biocatalytic performance and mimicking of bacterial hydrogenase activity (model design);
assisted inorganic synthesis of novel mixed metal clusters of the type M, 3 iron-4 sulphur (M = cobalt, nickel, zinc, cadmium, calcium);
spectroscopic studies involving electron paramagnetic resonance (EPR), nuclear magnetic resonance (NMR) and Moessbauer methods;
characterization of the metal sites involved in bacterial hydrogen production and consumption;
differentiation of hydrogenase types by their spectroscopic, catalytic and inhibition parameters;
biocatalysis in organic media using hydrogenase encapsulated in micellar systems;
kinetics of both free and immobilized hydrogenases;
stability of the hydrogen evolving system in reversed micellar systems (multiphase system) using purified hydrogenase and whole cells.
THE RESEARCH WILL DEAL WITH TWO ASPECTS : IMMOBILIZATION PROCEDURES AND MULTIPHASE BIOCATALYSIS. METALLOPROTEINS WITH A MODIFIED METAL CLUSTER, AS OBTAINED BY THE GROUP OF DR MOURA IN THIS PROJECT, WILL BE IMMOBILIZED BY THE FOLLOWING METHODS : COVALENT LINKAGE TO A POROUS SILICA SUPPORT OR MICROENCAPSULATION IN REVERSED MICELLES. THE EFFECT OF THIS IMMOBILIZATION ON THE RETENTION OF THE ENZYMATIC ACTIVITY AND THE OPERATION STABILITY OF THESE ENZYMES WILL BE STUDIED. IN A MODEL SYSTEM, WITH ACETYLENE GAS AS A SUBSTRATE, HYDROGENATION REACTIONS WILL BE STUDIED IN A MULTIPHASE SYSTEM ULTIMATELY LEADING TO THE DESIGN OF A MULTIPHASE BIOREACTOR.
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.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
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- scienze naturali scienze chimiche chimica inorganica chimica bioinorganica
- scienze naturali scienze chimiche chimica inorganica composti inorganici
- scienze naturali scienze chimiche chimica inorganica metalli di transizione
- scienze naturali scienze chimiche catalisi biocatalisi
- scienze naturali scienze biologiche biochimica biomolecole proteine enzimi
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Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Dati non disponibili
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Dati non disponibili
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Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Coordinatore
1049-001 LISBOA
Portogallo
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.