Бактерии можно приспособить для превращения пластиковых отходов в болеутоляющие средства, обнаружили исследователи. Это даёт возможность производить лекарства более экологичным способом.
Химики обнаружили, что кишечную палочку можно заставить производить парацетамол, также известный как ацетаминофен, из материала, полученного в лаборатории из пластиковых бутылок.
«Люди не знают, что парацетамол в настоящее время получают из нефти, — говорит профессор Стивен Уоллес, ведущий автор исследования из Эдинбургского университета. — Эта технология показывает, что, впервые объединив химию и биологию таким образом, мы можем производить парацетамол более экологично и одновременно очищать окружающую среду от пластиковых отходов».
В журнале Nature Chemistry Уоллес и его коллеги сообщают, как они обнаружили, что тип химической реакции, называемый перегруппировкой Лоссена, — процесс, который никогда не наблюдался в природе, — является биосовместимым. Другими словами, он может протекать в присутствии живых клеток, не причиняя им вреда.
Команда сделала своё открытие, когда взяла полиэтилентерефталат (ПЭТ) — тип пластика, часто встречающийся в упаковках и бутылках для пищевых продуктов, — и, используя устойчивые химические методы, превратила его в новый материал.
Когда исследователи инкубировали этот материал с безвредным штаммом кишечной палочки, они обнаружили, что он превращается в другое вещество, известное как ПАБК, в процессе, который должен был включать перегруппировку Лоссена.
Важно отметить, что перегруппировка Лоссена обычно происходит в строгих лабораторных условиях, но в присутствии кишечной палочки она произошла спонтанно, и исследователи обнаружили, что её катализировал фосфат в самих клетках.
Команда добавляет, что ПАБК является важным веществом, которое необходимо бактериям для роста, в частности, для синтеза ДНК, и обычно производится внутри клетки из других веществ. Однако E coli, использовавшаяся в экспериментах, была генетически модифицирована, чтобы блокировать эти пути, а значит, бактерии должны были использовать материал на основе ПЭТ.
По словам исследователей, полученные результаты очень интересны, поскольку свидетельствуют о том, что пластиковые отходы можно превратить в биологический материал. «Этот способ позволит полностью переработать пластиковые отходы», — говорит Уоллес.
Затем исследователи генетически модифицировали кишечную палочку, вставив в неё два гена — один из грибов, а другой из почвенных бактерий, — которые позволили бактерии превращать ПАБК в парацетамол.
По словам команды, используя эту форму кишечной палочки, они смогли превратить исходный материал на основе ПЭТ в парацетамол менее чем за 24 часа, с низким уровнем выбросов и выходом до 92%.
Хотя для коммерческого производства парацетамола таким способом потребуется дополнительная работа, полученные результаты могут иметь практическое применение.
«Впервые в истории это позволяет проложить путь от пластиковых отходов до парацетамола, что невозможно проделать только с помощью биологии или только с помощью химии», — сказал Уоллес.
Источник: habr.com