Structure and Activity of Carbonic Anhydrase Immobilized on Amine-propyl-tethered Mesoporous Silica SBA-15 for Enhanced Capture and Sequestration of CO2
Public support
Provider
Ministry of Education, Youth and Sports
Programme
—
Call for proposals
SMSM2024LU003
Main participants
Univerzita Palackého v Olomouci / Český institut výzkumu a pokročilých technologií
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
-
Alternative language
Project name in Czech
Struktura a aktivita karbonické anhydrázy imobilizované na aminopropyl-vázaném mezoporézním křemičitém gelu SBA-15 pro zachycení a sekvestraci CO2
Annotation in Czech
Aktivní odstraňování CO2 z atmosféry je hlavní výzvou pro dlouhodobou udržitelnost. Slibnou technologií, škálovatelnou na požadované gigatunové úrovně, je fixace plynu jako uhlíkatých minerálů na dně oceánu. Toto je přirozeně probíhající proces, jehož tempo je ale v globálním měřítku příliš pomalé na to, aby se napravil nadbytek CO2 v atmosféře. Aby se urychlil první krok tohoto procesu, tj. zachycení oxidu uhličitého v mořské vodě, bylo zkoumáno využití inovativního přístupu pomocí imobilizované karbonické anhydrázy (CA). Volná CA urychluje rozpouštění CO2 do bikarbonátových iontů 10^7krát rychleji, ale její imobilizace pro katalytickou stabilitu výrazně snižuje aktivitu. Zhoršení katalytické aktivity enzymu je připisováno strukturálním změnám proteinu v důsledku jeho imobilizace. Tato teorie je prozatím bez experimentálního důkazu, protože chybí techniky s vysokým rozlišením pro posouzení struktury CA imobilizované v křemičitém materiálu. Pro návrhefektivních modelů CA na zachycení atmosférického CO2 plánujeme upravit povrch nosiče a zoptimalizovat funkčnost CA skrze podrobné zkoumání struktury aktivního centra enzymu v mezoporézním materiálu z křemičitého gelu. Pro tento ambiciózní cíl jsme vytvořili synergický izraelsko-český tým připravený čelit těmto výzvám. Kombinací NMR spektroskopie v pevné fázi a výpočetních technik jsme schopni detailní charakteristiky aktivního místa enzymu. Souběžná in situ měření aktivity a stability CA a in silico racionalizované modifikace SBA15 povrchu nám umožní optimalizovat katalytickou aktivitu CA, a to v podmínkách odpovídajících přirozenému výskytu tohoto enzymu, tj. mořské vody.
Scientific branches
R&D category
AP - Applied research
OECD FORD - main branch
10403 - Physical chemistry
OECD FORD - secondary branch
10404 - Polymer science
OECD FORD - another secondary branch
10608 - Biochemistry and molecular biology
CEP - equivalent branches <br>(according to the <a href="http://www.vyzkum.cz/storage/att/E6EF7938F0E854BAE520AC119FB22E8D/Prevodnik_oboru_Frascati.pdf">converter</a>)
CD - Macromolecular chemistry<br>CE - Biochemistry<br>CF - Physical chemistry and theoretical chemistry<br>EB - Genetics and molecular biology
Solution timeline
Realization period - beginning
Aug 1, 2024
Realization period - end
Jul 31, 2027
Project status
B - Running multi-year project
Latest support payment
Feb 19, 2025
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP25-MSM-LU-R
Data delivery date
Mar 5, 2025
Finance
Total approved costs
2,494 thou. CZK
Public financial support
2,494 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK