Obiettivo
The flavoproteins ferredoxin nicotinamide adenine dinucleotide phosphate cation (NADP cation) reductase (FNR) and flavodoxin, function in photosynthesis and other low potential reactions. They are small proteins which may serve as models for larger flavoproteins, some of which (eg glucose oxidase, diaphorase) are already used widely in diagnostic kits and other biotechnological applications.
Knowledge of the factors which control the structure and function of FNR and flavodoxins could lead to the design of flavoenzymes suitable for biotechnological use. Molecular biology and protein engineering has been used to investigate the interactions between the 2 proteins and interactions between each flavoprotein and its flavin coenzyme.
An existing cloned gene of spinach FNR was expressed, to investigate the NADP cation binding site of the enzyme by site directed mutagenesis, and to study the interaction of this enzyme with flavodoxin from the sulphate reducing bacterium Desulfovibrio vulgaris by chemical crosslinking of the 2 proteins.
A complementary deoxyribonucleic acid (cDNA) clone for the preprotein of spinach FNR has been modified to allow expression in Escherichia coli of the nature flavoprotein in 2forms; a 35 kDa enzyme similar to that isolated from spinach and a 32 kDa enzyme with the same diaphorase activity but with impaired interaction with ferredoxin.
Site directed mutagenesis to produce spinach FNR-Lys116Gln and FNR-Lys244Gln and chemical modification studies with N-ethylmaleimide, combined with studies of the catalytic and substrate binding properties of the modified proteins, confirmed that both lysines are important in NADP(H) binding, that Lys116 has a main role in catalysis and that in contrast, the thiols of cysteines are not involved in catalysis.
Electrostatic and covalent 1:1 complexes of the FNRs and flavodoxins were made to investigate electron transfer between flavin adenine dinucleotide (FAD) and flavin mononucleotide (FMN) in proteins. The covalent complexes are catalytically active, and the FMN of flavodoxin is essential for electron transfer.
The redox potentials of FAD and FMN in the complexes of the 2 proteins differ from those in the free proteins, and the differences can be explained by changes on reduction of the strength of interaction of each of the 2 flavins with the protein (covalent complex) and/or of the interaction of the 2 proteins (electrostatic complex).
Clones of the genes for flavodoxins from Anabaena PCC 7119, a blue-green alga and Desulfovibrio vulgaris, a sulphate reducing bacterium, and for ferredoxin-nicotinamide adenine dinucleotide phosphate cation (NADP cation) reductases from spinach and Anabaena are now available; they have been sequenced and, with the exception of the reductase from Anabaena, all of the cloned genes have been expressed.
The first site-directed mutants of a flavodoxin and a ferredoxin NADP cation reductase have been prepared and characterized. These have provided information about the effects of protein structure on the substrate of flavin binding sites of the proteins.
New information has been obtained about the interaction between ferredoxin-NADP cation reductases and flavodoxins from structural studies and redox potentials of the two proteins following covalent linkage.
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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Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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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.
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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
20133 MILANO
Italia
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.