Biocatalysis inspired by reactive intermediates in copper oxidases and oxygenases: an interplay between theory and experiment
Public support
Provider
Ministry of Education, Youth and Sports
Programme
—
Call for proposals
SMSM2023LU001
Main participants
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
MSMT-1445/2024-21
Alternative language
Project name in Czech
Biokatalýza inspirovaná reaktivními intermediáty v měďnatých oxidasach a oxygenasach: souhra mezi teorií a experimentem
Annotation in Czech
Regioselektivní monooxygenace/oxidace substituovaných monofenolů je náročná chemická transformace, která je zásadní pro biotechnologické inovace a biochemické reakce související s lidskými nemocemi, jakými jsou například rakovina kůže[1] či Parkinsonova choroba.[2] V přírodě se na těchto biotransformacích podílí, mezi jinými, oxidasy a oxygenasy obsahující dva interagující neboli spřažené ionty mědi v aktivním místě (anglicky „coupled binuclear copper enzymes“, dále budeme používat zkratku CBC enzymy či enzymy CBC).[3] Enzymy CBC tvoří širokou rodinu proteinů a jejich společným rysem je to, že vážou molekulu kyslíku (O2) za vzniku celé řady reaktivních meziproduktů (intermediátů).[3] Experimentálně byly pozorovány obzvláště diměďnaté meziprodukty přemostěné aniontem peroxidu (O2 2‑) (angl. „μ-η2:η2-peroxide dicopper(II) intermediates“) či dimědité komplexy přemostěné dvěma ionty kyslíku O2‑ coby produktu štěpení jednoduché vazby v peroxidu v předcházejícím kroku (viz výše). Přesná strukturní a elektronová definice těchto intermediátů coby výsledek propojení experimentu s teorií se stala klíčem k pochopení fungování enzymů CBC. Zároveň zcela unikátním způsobem inspirovala vývoj anorganických komplexů, které tyto intermediáty strukturně napodobovaly. Celá řada takových komplexů pak našla svoje uplatnění v katalýze (angl.. „bio-inspired catalysis“).
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
OECD FORD - main branch
10403 - Physical chemistry
OECD FORD - secondary branch
10608 - Biochemistry and molecular biology
OECD FORD - another secondary branch
10402 - Inorganic and nuclear chemistry
CEP - equivalent branches <br>(according to the <a href="http://www.vyzkum.cz/storage/att/E6EF7938F0E854BAE520AC119FB22E8D/Prevodnik_oboru_Frascati.pdf">converter</a>)
CA - Inorganic chemistry<br>CE - Biochemistry<br>CF - Physical chemistry and theoretical chemistry<br>CH - Nuclear and quantum chemistry, photo chemistry<br>EB - Genetics and molecular biology
Solution timeline
Realization period - beginning
Mar 1, 2024
Realization period - end
Dec 31, 2027
Project status
B - Running multi-year project
Latest support payment
Feb 12, 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 4, 2025
Finance
Total approved costs
9,864 thou. CZK
Public financial support
7,639 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
2,225 thou. CZK