Биоинженеры переработали пластиковые отходы в… парацетамол

Ученые из Эдинбургского университета использовали бактерии Escherichia coli для преобразования молекул широко применяемого пластика — полиэтилентерефталата (ПЭТ) — в ацетаминофен (парацетамол).

Природа развила изысканную, но ограниченную совокупность химических реакций, лежащих в основе функционирования всех живых организмов. В то же время синтетическая органическая химия предоставляет доступ к реакциям, не свойственным природе, и их интеграция в живые системы предлагает элегантное решение для устойчивого синтеза промышленных химикатов из возобновляемого сырья. Предложенный эдинбургскими биоинженерами процесс основан на химической реакции, открытой немецким химиком Вильгельмом Лоссеном в 1872 году, известной как перегруппировка Лоссена — превращение гидроксамовых кислот или их ацильных производных в изоцианаты.

Процес «превращения» пластика в парацетамол проходит при комнатной температуре в несколько этапов:

1. Химическая деградация ПЭТ-пластика до базовых молекул.
2. Биотрансформация с помощью E. coli: генетически модифицированные бактерии Escherichia coli превращают указанные молекулы в органическое соединение, содержащее азот, используя фосфат в качестве катализатора.
3. Синтез ацетаминофена: полученные соединения превращаются в активный ингредиент популярного анальгетика.

Хотя технология еще требует масштабирования и проверки на промышленном уровне, ее потенциал уже сейчас впечатляет. Сегодня большинство лекарств, включая парацетамол, производятся с использованием ископаемого топлива, что усугубляет экологические проблемы. Переработка отходов, таких как пластик, в фармацевтические ингредиенты может стать инновационным решением, которое одновременно сокращает пластиковое загрязнение и зависимость от невозобновляемых ресурсов.

Шотландские исследователи отмечают, что такое производство не требует громоздких промышленных мощностей — его можно организовать в лабораторных условиях.