EU - MNEMONIC - Magnetisches Enzymmetall organische Fachwerkzusammensetzung

Das Ziel dieses interdisziplinären Projekts ist die Entwicklung von Kompositionen aus metallorganischen Gerüststrukturen (MOFs), magnetischen Nanopartikel (MNPs) und Enzyme. Die MOF-Beschichtung schützt das Biomakromolekül vor unwirtlichen Bedingungen und bietet ein durchlässiges und selektives molekulares Gate für die Diffusion von Substraten und Produkten, dank seiner intrinsischen und einstellbaren Porosität. Externe magnetische Kräfte wirken auf die MNPs, um eine genaue Positionierung dieses ternären Systems zu ermöglichen. Diese hocheffizienten, langlebigen, robusten und dynamisch positionierbaren kristallinen Biokatalysatoren werden unter kürzlich entdeckten biomimetischen Mineralisierungsverfahren, in dem MOF-Vorläufer, Metallionen und organische Liganden Keime bilden auf dem Biomakromolekül ohne Stabilisierung von Polymeren oder organischen Lösungsmitteln in wässriger Lösung im Raum Temperatur. Diese innovative Technik hat sich für eine Vielzahl von Proteinen und Enzymen bewährt und ist derzeit das beste Verfahren für diese Klasse von porösem Material in Bezug auf die Effizienz des Enzyms. Verkapselung, Abwesenheit von Auslaugung und Reaktionsbedingungen und -zeit. Schlüsselaspekte des Projekts werden sein: die Produktion von Enzymen, die für einen mehrstufigen Prozess geeignet sind; die Synthese und Charakterisierung der Komposite; schließlich ihre Integration in fluidische Geräte. Die Auswirkungen von Prozessvariablen auf Partikelgröße und -morphologie, Enzymbeladung und -aktivität, MOF-Robustheit, magnetische Eigenschaften und Wiederverwertbarkeit des Komposits werden mit einem vielschichtigen analytischen Ansatz untersucht. Die langfristigen Auswirkungen dieses Projekts beinhalten technologische Vorteile für die industrielle Biotechnologie, Resistenz von MOF-beschichteten Enzymen gegenüber organischen Lösungsmitteln, Hitze und Inhibitoren sowie die Anwesenheit von MNPs, die ermöglicht die einfache Rückgewinnung der MagEnzMOFs und deren Integration in fluidische Reaktoren, um eine kontinuierliche Produktion mit hoher Automatisierung zu gewährleisten.