CAREER: CAS: Understanding the Coordination Chemistry of Lanthanide-binding Proteins for Rare Earth Element Sensing, Capture, and Recycling

职业:CAS:了解用于稀土元素传感、捕获和回收的稀土结合蛋白的配位化学

基本信息

  • 批准号:
    1945015
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 81万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-02-01 至 2025-01-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

The seventeen rare earth elements, which include the lanthanides, play critical and often irreplaceable roles in a broad range of devices ranging from cell phones to fighter jets. However, the production of rare earth-containing starting materials is currently an inefficient and environmentally unfriendly process. The recent discovery of organisms that utilize certain lanthanides for specific cellular functions suggests that learning how these organisms selectively take up and use lanthanides could lead to the development of new methods for the efficient detection, capture, and recycling of these important elements. This project of Professor Cotruvo from the Pennsylvania State University and funded by the Chemistry Of Life Processes Program seeks to characterize metal binding to natural lanthanide-binding proteins, a first step in setting the groundwork for potential applications of these proteins in rare earth harvesting and recycling. The outreach efforts of this program focus on the education of the next generation of scientists. A primary objective is the implementation of a professional development program that includes lab rotations for freshmen and sophomores at Penn State. The goal of the program is to help the undergraduate students discover chemistry research questions about which they are passionate and to lower the barriers to pursuing undergraduate research for these students.The over-arching goal of this research project is to gain a fundamental understanding of how biological systems selectively recognize lanthanides over other, more abundant metal ions. Recent studies have shown that lanthanides are specifically utilized by certain bacteria. This research follows from the recent discovery and preliminary characterization of the first lanthanide-binding proteins that are not enzymes. These novel proteins may be used in the future to address the challenging chemical problem of harvesting lanthanides and other rare earth elements because they bind lanthanides reversibly and selectively. The project aims to use a variety of structural and spectroscopic methods to elucidate the lanthanide coordination by Methylorubrum extorquens lanmodulin, a recently discovered protein that binds lanthanides with picomolar affinity and million-fold selectivity over many other common elements.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
包括镧系元素在内的17种稀土元素在从手机到战斗机的各种设备中发挥着关键且往往不可替代的作用。然而,含稀土起始材料的生产目前是一种效率低且对环境不友好的方法。最近发现的生物体利用某些镧系元素的特定细胞功能表明,了解这些生物体如何选择性地吸收和使用镧系元素可能会导致开发新的方法来有效地检测,捕获和回收这些重要元素。来自宾夕法尼亚州立大学的Cotruvo教授的这个项目由生命过程化学计划资助,旨在表征金属与天然镧系元素结合蛋白的结合,这是为这些蛋白在稀土收获和回收中的潜在应用奠定基础的第一步。该计划的推广工作侧重于下一代科学家的教育。一个主要目标是实施一个专业发展计划,其中包括在宾夕法尼亚州立大学的新生和大学生的实验室轮换。该项目的目标是帮助本科生发现他们热衷的化学研究问题,并降低这些学生进行本科研究的障碍。该研究项目的首要目标是从根本上了解生物系统如何选择性地识别镧系元素而不是其他更丰富的金属离子。最近的研究表明,镧系元素被某些细菌特异性地利用。这项研究是最近发现和初步表征的第一个镧系元素结合蛋白,而不是酶。这些新的蛋白质可能在未来用于解决具有挑战性的化学问题,收获镧系元素和其他稀土元素,因为他们结合镧系元素可逆和选择性。该项目旨在利用各种结构和光谱方法来阐明Methylorubrum extorquens lanmodulin的镧系元素配位作用。Methylorubrum extorquens lanmodulin是最近发现的一种蛋白质,与镧系元素的结合具有皮摩尔亲和力和数百万倍的选择性,超过许多其他常见元素。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Joseph Cotruvo其他文献

Bile acids (BA)arrest colonic cell proliferation in a cell cycle-dependent fashion
  • DOI:
    10.1016/s0016-5085(00)84248-1
  • 发表时间:
    2000-04-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Susan Ceryak;Joseph Cotruvo
  • 通讯作者:
    Joseph Cotruvo

Joseph Cotruvo的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

相似国自然基金

“重组型”CRISPR/Cas12a系统的核酸分子可视化原位检测技术研究
  • 批准号:
    JCZRYB202501007
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于核酸构象重编程与CRISPR/Cas12a的结核分枝杆菌高灵敏检测研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
噬菌体介导的CRISPR/Cas12a协同剪切平台用于多重活细菌的同时检测
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
肝癌液体活检新方法研究:无扩增的CRISPR-Cas12a归一化激活策略
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于CRISPR/Cas13快速联合检测呼吸道RNA病毒的研究与应用
  • 批准号:
    2025JJ90207
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于CRISPR-Cas系统的核酸分子检测研究
  • 批准号:
    2025JJ20018
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
类器官结合CRISPR-Cas9筛选:探究GPCR调控滋养层分化及其对先兆子痫的影响研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
探索通过LNP递送靶向TTR基因的CRISPR-Cas编辑器治疗遗传型转甲状腺素蛋白淀粉样的策略
  • 批准号:
    HDMZ25H020001
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
不对称RPA联合CRISPR/Cas12的一步法内禀机制解析及方法建立
  • 批准号:
    MS25C200074
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目

相似海外基金

CAS-Climate: Understanding the fundamental redox chemistry and transport of chloroaluminate anions in ionic liquid electrolytes to develop earth-abundant aluminum ion battery
CAS-Climate:了解离子液体电解质中氯铝酸盐阴离子的基本氧化还原化学和传输,以开发地球上丰富的铝离子电池
  • 批准号:
    2427215
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 81万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAS: Design and Mechanistic Understanding of Emerging Metal Chalcogenide Electrocatalysts for Selective Two-Electron Oxygen Reduction
CAS:用于选择性双电子氧还原的新兴金属硫属化物电催化剂的设计和机理理解
  • 批准号:
    2247519
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 81万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAS: Understanding Microenvironment Polarity in Polymers and the Effect it has on Reaction Rates and Selectivity
CAS:了解聚合物中的微环境极性及其对反应速率和选择性的影响
  • 批准号:
    2247455
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 81万
  • 项目类别:
    Standard Grant
FMRG: Eco: GOALI: CAS: Understanding the Sustainability Framework for Convergent In-Space Manufacturing
FMRG:Eco:GOALI:CAS:了解融合空间制造的可持续发展框架
  • 批准号:
    2328383
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 81万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAS-MNP: Understanding the Interactions Between Small Molecules and Plastic Nanoparticles for Environmental Remediation and Sensing Using Nuclear Magnetic Resonance
CAS-MNP:了解小分子和塑料纳米颗粒之间的相互作用,用于环境修复和核磁共振传感
  • 批准号:
    2304888
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 81万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAS-SC: Understanding Synergistic Effects of Organic Mixtures for Electrocatalytic Hydrogenation for Fuel Production
CAS-SC:了解有机混合物对燃料生产电催化加氢的协同效应
  • 批准号:
    2320929
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 81万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: CAS: Understanding the Chemistry of Palladium and Silyl Compounds to Design Catalyst Active Sites
职业:CAS:了解钯和甲硅烷基化合物的化学性质以设计催化剂活性位点
  • 批准号:
    2238379
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 81万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAS-Climate: Understanding the Changing Climatology, Organizing Patterns and Source Attribution of Hazards of Floods over the Southcentral and Southeast US
CAS-气候:了解美国中南部和东南部洪水灾害的气候变化、组织模式和来源归因
  • 批准号:
    2208562
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 81万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAS-Climate: Understanding the fundamental redox chemistry and transport of chloroaluminate anions in ionic liquid electrolytes to develop earth-abundant aluminum ion battery
CAS-Climate:了解离子液体电解质中氯铝酸盐阴离子的基本氧化还原化学和传输,以开发地球上丰富的铝离子电池
  • 批准号:
    2208744
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 81万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAS: Nitrogen-Coupled Carbon Dioxide Conversion to Methylamine: Molecular Level Understanding and Tailoring of the Electrocatalysis
CAS:氮耦合二氧化碳转化为甲胺:分子水平上电催化的理解和定制
  • 批准号:
    2154724
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 81万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了