Obiettivo
The interpretation of the structure of hydrogenases, responsible for hydrogen metabolism in micro-organisms, should provide a basis for the optimized bioproduction of hydrogen and the design of improved, CO-resistant, fuel cells. These two aspects are central to the development of clean energy sources and as substituents of rapidly depleting fossil fuel sources. A recent report (The Economist 'Living with the car', June 22nd, 1996, pp. 3-18) clearly shows that the only alternative to internal-combustion motors that makes sense is the hybrid engine. In such engines methanol is used to produce H2 which, in turn, is oxidized to generate electricity in a continuous way. Three problems arise, however: 1) the high cost of the hydrogen-splitting catalyst (normally platinum) makes such engines very expensive, 2) the fuel cells can be poisoined by carbon oxides, by-products of the H2 generation process and 3) hydrogen is much more expensive than traditional fossil fuels. We intent to apply the knowledge gained by studying H2 biocatalysis to help solving these problems.
NiFe hydrogenases are bacterial enzymes that catalyse the reaction H<-> 2H+ + 2e . All the groups participating to this proposal have significantly contributed to the elucidation of the active site structure and function of these proteins through 1) crystallographic studies on the enzyme from the sulfate-reducing bacterium Desulfovibrio gigas (that have shown that the site is an heterobinuclear containing nickel and iron, with three diatomic ligands bound to the latter); 2) Fourier Transform Infrared spectroscopic analyses of Chromatium vinosum and D. gigas hydrogenases (that have indicated that the crystallographically detected Fe ligands are COCN-2 ); 3) redox titrations monitored by Electron Paramagnetic Resonance and IR that have identified several electronic states of the active site of hydrogenases and, 4) site-directed mutagenesis of several residues at or near the active site that has shown (in the homologous tetrameric hydrogenase from the aerobic, CO and O2 resistant bacterium Alcaligenes eutrophus ) which amino acids are essential for the integrity of the active site.
The picture emerging from these studies indicates that H2 biocatalysis is a complicated, fine-tuned process relying on an unusually complex active site (see cover). We propose to further our understanding of the catalytic mechanism of NiFe hydrogenases and their response to CO poisoning through a multidisciplinary approach including: 1) production and purification of native and mutated oxygen-sensitive and oxygen and CO-insensitive hydrogenases; 2) characterization of the sitedirected mutants by FTIR (both spectroscopy and spectroelectrochemistry), EPR, deuterium/hydrogen exchange and para/ortho H2 conversion; 3) high resolution crystallographic analyses of the reduced native, complexed enzyme and mutants of recombinant hydrogenases and, 4) interfacing of the various hydrogenases with solid electrodes to investigate electron transfer in the presence of CO and O2 Biomimetic models based on the knowledge acquired during the contract will be synthetized andtested electrochemically. It is expected that the information gathered within the network will benefit the industrial partner ENIRICERCHE in its efforts to improve hydrogen bioproduction Furthermore, our contacts with FUSINCO, a Spanish company with broad experience in fuel cell technology, will be intensify as technologically-relevant data are generated.
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 metalli di transizione
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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.
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
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
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
38027 Grenoble
Francia
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.