Engineered E. coli 将废塑料转化为普通止痛药
新的研究在解决地球目前面临的两个最大问题方面取得了令人鼓舞的进展:塑料污染以及将化石燃料用作药物制造过程的一部分。
英国爱丁堡大学的科学家们已经使用了大肠杆菌细菌将分子从广泛使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) 塑料注入止痛药对乙酰氨基酚(也称为对乙酰氨基酚).
与当今的许多药物一样,对乙酰氨基酚主要由化石燃料制成。将这些成分转化为废品(如塑料)可以提供了一种巧妙的方法,将两个主要环境问题合二为一。
扩大规模并证明它在工业和商业上可行的水平上是有效的,这需要一段时间,所以我们不应该太超前,但新技术有很大的潜力。
“这项工作表明,PET 塑料不仅仅是废物或注定会变得更塑料化的材料——它可以被微生物转化为有价值的新产品,包括那些有可能治疗疾病的产品。”说来自爱丁堡大学的生物技术专家 Stephen Wallace。
该过程从对 PET 瓶进行化学降解开始。然后将所得分子送入工程E.大肠杆菌,它使用磷酸盐作为催化剂将分子转化为含氮的有机化合物。最后,这些化合物被转化为活性成分对乙酰氨基酚.
该工艺的众多优点之一是它可以在紧凑的实验室设置中在 24 小时内完成,并且它在室温下工作,因此无需过度加热或冷却。更重要的是,该团队已经设法让它以令人印象深刻的 92% 的高效产量运行。
该反应利用了一种称为Lossen 重排,以德国化学家威廉·洛森 (Wilhelm Lossen) 的名字命名,他于 1872 年发现了它。在这里,该反应具有生物相容性,因此可以在细胞和活细菌中发挥作用。
这一切都是使用 PET 瓶完成的,但塑料也广泛用于食品包装、家具和制造业。据估计,这种类型的塑料占超过3.5 亿吨每年的废物,增加了塑料污染负担。
同样的方法也可能适用于其他细菌类型以及其他类型的塑料,因此这里有可能提供更环保的回收和药物生产选择。
这是一个有力的例子,说明如何将天然化学和合成化学结合起来,以找到问题的解决方案并推动创新,它最终可能意味着大肠杆菌在我们未来缓解疼痛的生产中发挥着作用。
“大自然已经进化出一套精致而有限的化学反应,这些化学反应支撑着所有生物体的功能,”写研究人员。
“相比之下,合成有机化学领域可以获得自然界中未观察到的反应性,并且将这些非生物反应整合到生命系统中为从可再生原料可持续合成许多工业化学品提供了优雅的解决方案。”
该研究已发表在自然化学.