Objectif
Cytochrome P450 enzymes are hemoprotein monooxygenases that play a critical role in the synthesis and degradation of many physiologically important compounds and xenobiotics. They thus have considerable potential in the biotechnology industry where they may be of value for the large scale synthesis of drugs and other chemicals or as catalysts for the degradation of environmental pollutants. Essential for the exploitation of cytochrome P450 for such purposes is a thorough knowledge of the structural, energetic, dynamic and functional properties of the enzyme and its interactions with ligands such as substrates and inhibitors. The aim of this project is to provide a detailed understanding of these properties of cytochrome P450cam (P450). The research should thus provide a firm foundation for the exploitation of P450s as novel catalysts. The project is also designed to provide insights into the nature of protein-ligand interactions in general and to result in the development of new methods to study and design protein ligands.
Three main topics are under study in the project:
(i) Characterization of the energy landscape of P450 and the transition to the inactive P420 form. The P450-P420 transition was shown to involve an a-helix to b-sheet transition and result in significant changes in the active site structure and a P420 structure dependent on the means of inducing its formation.
(ii) Elucidation of the energetic and structural roles played by water molecules and ions in determining the protein structure and the binding and catalysis of ligands. Molecular dynamics simulation methods were used to compute free energies of hydrating interfacial cavities in the active site and the hydration occupancy of the substrate-free active site. The latter is consistent with the crystallographic assignment to model a disordered water cluster.
Coupling between the buried active site and the surface cation binding site (with weak preference for K+) was observed with mutual stabilization on binding of the natural substrate, 1R-camphor, and K+ ions respectively.
(iii) Elucidation of the mechanism of access, binding and catalysis of substrates in the active site of P450, and the design of ligands to bind to P450 and to be used as tools for probing the properties of P450. The importance of saltbridges mediated by D251 in controlling substrate access to the active site was shown in spectroscopic and photoacoustic measurements. Electrostatic calculations show these salt-links to be exceptionally stable.
Binding of a series of camphor analogues was characterized and the structure-based design of a substrate analogue was tested. A designed compound with higher affinity than 1R-camphor was obtained and found to bind in a similar position, displacing about as much water from the active site. It is a substrate which although with lower activity than camphor, demonstrates little uncoupling and surprisingly has a different mechanism from camphor.
The structures of ternary complexes of P450, camphor and oxygen were solved and give evidence for the existence of an oxyferryl intermediate.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: Le vocabulaire scientifique européen.
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: Le vocabulaire scientifique européen.
- sciences naturelles sciences chimiques catalyse
- sciences naturelles sciences biologiques biochimie biomolécule protéines enzyme
Vous devez vous identifier ou vous inscrire pour utiliser cette fonction
Programme(s)
Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.
Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.
Thème(s)
Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.
Données non disponibles
Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.
Appel à propositions
Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.
Données non disponibles
Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.
Régime de financement
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
Coordinateur
HEIDELBERG
Allemagne
Les coûts totaux encourus par l’organisation concernée pour participer au projet, y compris les coûts directs et indirects. Ce montant est un sous-ensemble du budget global du projet.