Fotochemická aktivace redox center v proteinech

Poskytovatel

Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy

Program

INTER-EXCELLENCE

Veřejná soutěž

INTER-EXCELLENCE 10 (SMSM2018LTA02)

Hlavní účastníci

Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v. v. i.

Druh soutěže

VS - Veřejná soutěž

Číslo smlouvy

MSMT-39022/2018-1

Název projektu anglicky

Photoactivation of protein redox sites

Anotace anglicky

The proposed project will lead to new fundamental understanding of biological electron transfer and produce knowledge essential for construction of protein-based phototocatalytic systems. In particular: 1) Unravel control mechanisms of protein redox processes that occur via electron hopping. Namely, (i) understand the role and activity of tryptophan, tyrosine, methionine, and cystein, (ii) understand the function of the environment (protein matrix, solvent), and (iii) understand the coupling of structural and solvation dynamics with electron transfer. 2) Construct redox pathways in selected proteins (namely cupredoxins) to achieve fast and high-yield long-range electron transfer. 3) Develop at least one functional protein system able to photocatalyze redox reactions such as oxidation of organic substrates or water. 4) Generalize the results and formulate design rules for protein-based photocatalysis. 5) Develop understanding of the molecular mechanism of enzyme protection from oxidative stress by removing oxidizing equivalents through chains of aromatic amino acids, with an impact on biomedical sciences. 6) Lay groundwork for future construction of efficient and stable photocatalysts of oxidation reactions based on derivatized cupredoxin enzymes, with a special emphasis on biofuel production (lignin and cellulose oxidation) and artificial photosynthesis (water oxidation). 7) Advance and deepen Czech-US scientific collaboration and contacts.

Kategorie VaV

ZV - Základní výzkum

OECD FORD - hlavní obor

10301 - Atomic, molecular and chemical physics (physics of atoms and molecules including collision, interaction with radiation, magnetic resonances, Mössbauer effect)

OECD FORD - vedlejší obor

10610 - Biophysics

OECD FORD - další vedlejší obor

10402 - Inorganic and nuclear chemistry

CEP - odpovídající obory <br>(dle <a href="http://www.vyzkum.cz/storage/att/E6EF7938F0E854BAE520AC119FB22E8D/Prevodnik_oboru_Frascati.pdf">převodníku</a>)

BE - Teoretická fyzika<br>BO - Biofyzika<br>CA - Anorganická chemie<br>CH - Jaderná a kvantová chemie, fotochemie

Hodnocení poskytovatelem

V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)

Zhodnocení výsledků projektu

Kombinovaným kvantově mechanickým / molekulárně mechanickým přístupem byla simulována dynamika přenosu elektronu mezi tryptofanovými skupinami a následné oxidace atomu mědi ve fotosensitizovaném azurinu. Výpočty odhalily zásadní roli solvatující vody. Tento výsledek je významný pro design fotoenzymů a byl presentován na mezinárodní konferenci ISPPCC 2022.

Zahájení řešení

1. 1. 2019

Ukončení řešení

30. 9. 2023

Poslední stav řešení

U - Ukončený projekt

Poslední uvolnění podpory

17. 2. 2023

Důvěrnost údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Systémové označení dodávky dat

CEP24-MSM-LT-U

Datum dodání záznamu

1. 7. 2024

Celkové uznané náklady

3 172 tis. Kč

Výše podpory ze státního rozpočtu

3 172 tis. Kč

Ostatní veřejné zdroje financování

0 tis. Kč

Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.

0 tis. Kč