Ученые открыли механизм, помогающий перерабатывать пластиковые отходы в парацетамол
Группа ученых из Эдинбургского университета (Великобритания (выяснила, что с помощью бактерий можно превращать пластиковые отходы в парацетамол. Это открытие может привести к более экологичному способу производства лекарств, сообщает The Guardian.
Исследование показало, что генно-модифицированная кишечная палочка (E. coli) способна превращать вещество, полученное из пластиковых бутылок (ПЭТ), в парацетамол — обезболивающее широкого применения. Сейчас парацетамол обычно изготавливают из продуктов нефти, но новая технология может заменить этот способ.
Ученые сначала пластик перерабатывали в лаборатории в промежуточное вещество. Затем, когда его добавили в культуру E. coli, бактерии превратили его в соединение под названием PABA (парааминобензойная кислота), которое нужно для роста клеток. В норме бактерии делают PABA сами, но у этой модифицированной E. coli этот путь был заблокирован, поэтому она использовала переработанный пластик.
«Мало кто знает, что парацетамол сейчас производится из нефти. Эта технология показывает, что, объединив химию и биологию, мы впервые можем производить парацетамол более устойчиво и одновременно очищать окружающую среду от пластика», — объясняет профессор Стивен Уоллес, ведущий автор исследования.
В журнале Nature Chemistry Уоллес и его коллеги описывают, как обнаружили, что химическая реакция под названием перестройка Лоссена — ранее не наблюдаемая в природе — оказывается совместимой с живыми клетками. Иначе говоря, ее можно проводить без вреда для бактерий.
При инкубации этого вещества с безопасной формой E. coli исследователи обнаружили, что оно преобразуется в другое соединение — парааминобензойную кислоту, что указывает на участие реакции Лоссена. Примечательно, что хотя перестройка Лоссена обычно требует суровых лабораторных условий, в данном случае она происходила спонтанно в присутствии E. coli, причём катализатором выступал фосфат внутри клеток.
Ученые также уточняют, что PABA — важное вещество, необходимое бактериям для роста и синтеза ДНК. Обычно оно производится клеткой из других соединений, но в этих экспериментах E. coli была генетически модифицирована, чтобы блокировать эти пути, и вынуждена использовать пластик как сырье.
Затем ученые добавили в бактерии два гена — один из грибов, другой из почвенных бактерий. Это позволило E. coli превратить PABA в парацетамол. В результате команда смогла получить парацетамол из переработанного ПЭТ менее чем за 24 часа, с низким уровнем выбросов и выходом до 92%.
Хотя для промышленного производства потребуется дальнейшая разработка, результаты уже выглядят перспективно.
Перестройка Лоссена — обычно сложная химическая реакция, требующая жестких условий, но в описанном случае она произошла сама по себе внутри бактерий, под действием фосфатов в клетках. Простыми словами, перестройка Лоссена — это способ изменить структуру молекулы, чтобы из одного соединения получилось другое. Обычно это делают в химических лабораториях, но здесь это произошло внутри живой клетки.
Adrian Tambo / Shutterstock / Fotodom
