Kontrolisan dizajn efikasnih enzim@MOF kompozita za primenu u biokatalizi

Akronim projekta:   SYMBIOSIS

Vrsta projekta:   PROMIS

Jedinstvena oznaka (šifra) projekta:   6066997

Internet prezentacija projekta:   https://symbiosispromis.org/

Projekat finansira:   Fond za nauku Republike Srbije (Beograd)

Ustanove realizatori istraživanja:

• Univerzitet u Beogradu - Hemijski fakultet (Beograd) – koordinacija
• Naučna ustanova Institut za hemiju, tehnologiju i metalurgiju (Beograd) – učešće
• Institut za nuklearne nauke "Vinča" (Beograd) – učešće

Predviđeno je da se projekat realizuje od 17. 7. 2020. do 16. 10. 2022.

Istraživači

Kratak opis projekta

Upotreba biokatalizatora u industrijskim procesima ima niz prednosti u odnosu na tradicionalne hemijske procese u pogledu povećane održivosti i efikasnosti, kao i smanjenja negativnog uticaja na životnu sredinu. Primena nativnih ili mutiranih enzima u ove svrhe je trenutno ograničena zbog nedostatka stabilnosti proteina u uslovima industrijskih procesa. Metal-organske umrežene strukture (MOF-ovi), poznate po svojoj ultra-visokoj poroznosti i kristaličnosti, predstavljaju savršene materijale domaćine koji mogu zaštititi goste enzime od neugodne spoljašnje sredine. Za efikasnu enkapsulaciju i stabilizaciju enzima neophodno je poznavati jačinu domaćin-gost interakcija, ali još uvek nedostaje dublji uvid u prirodu i jačinu interakcija između enzima imobilizovanih na MOF nosačima (enzim@MOF kompoziti). Izazov je pronaći način kontrole i finog podešavanja jačine domaćin-gost interakcija, jer će preslabe interakcije dovesti do "curenja" enzima, dok previše jake interakcije mogu dovesti do denaturacije enzima, u oba slučaja smanjujući ponovnu upotrebu i ukupne katalitičke performanse biokatalizatora. SYMBIOSIS projekat nudi dva nova koncepta koji objedinjuju metodologije koje se koriste u nekoliko različitih istraživačkih oblasti. Prvi je udruživanje imobilizacije na MOF-ovima kao čvrstim nosačima sa ciljanom mutagenezom kako bi se razotkrila priroda i jačina dominantnih domaćin-gost interakcija i na taj način omogućila njihova kontrolisana modulacija. Drugi koncept je primena glikozilacije površine proteina kao opšte strategije za poboljšanje procesa biomimetičke mineralizacije. Kao neposredni rezultat predloženog projekta biće dobijeni efikasni enzim@MOF kompoziti sa poboljšanim katalitičkim performansama i dugim rokom trajanja, koji su potencijalno primenljivi u različitim industrijskim procesima.

Koncept SYMBIOSIS projekta