Weźmiesz lek przeciwbólowy z odpadów plastiku? To już działa
Zespół naukowców z Uniwersytetu w Edynburgu opracował metodę wytwarzania popularnego leku przeciwbólowego z odpadów plastikowych, która może okazać się przełomowa.
Dzięki wykorzystaniu zmodyfikowanych bakterii E. coli i nieobecnej w naturze reakcji chemicznej udało się uzyskać paracetamol z tworzywa PET. Do tej pory paracetamol produkowano z pochodnych ropy naftowej.
Wszystko było możliwe dzięki bakteriom E. coli
W opracowanej metodzie naukowcy połączyli chemię organiczną z inżynierią genetyczną. Najważniejsze podczas badań było odkrycie, że tzw. reakcja Lossena, czyli znana od XIX w. transformacja chemiczna, może zajść wewnątrz żywych komórek. W normalnych warunkach wymaga ona szkodliwego dla organizmów środowiska, jednak zespół naukowców z Uniwersytetu w Edynburgu dowiódł, że reakcja może przebiegać przy udziale fosforanów obecnych w organizmach, w tym właśnie w E. coli.
Jak to wyglądało w praktyce? Najpierw plastik PET był rozkładany chemicznie do prekursora, który następnie poddano reakcji Lossena. Jej produkt posłużył jako substrat dla zmodyfikowanych bakterii E. coli, które wykonują resztę reakcji enzymatycznej, aż do uzyskania paracetamolu. Efektywność? Nawet 92 proc. przekształcenia plastiku w lek.
Tworzywo musi być poddane wielu procesom chemicznym
Jak czytamy w badaniu, zmianę tworzywa na paracetamol naukowcy zaczęli od butelek PET. Tworzywo zostało poddane wielu procesom chemicznym, a końcowy produkt przekształcono w tzw. hydroksamat acylowy, który mógł trafić do kultury komórek E. coli. Po wejściu w reakcję z fosforanami cząsteczka uległa nieenzymatycznej reorganizacji, pozwalając uzyskać istotny dla dalszych etapów syntezy biologicznej związek. Bakterie E. coli, zmodyfikowane genetycznie w taki sposób, by zawierały enzymy z pieczarki dwuzarodnikowej i bakterii Pseudomonas aeruginosa, przekształciły go w 4-aminofenol, a potem właśnie w paracetamol.
Nowa metoda pozwala na coś, co do tej pory było niemożliwe, czyli połączenie reakcji chemicznej i procesów biologicznych w jednym środowisku. Dzięki temu możliwe jest przetwarzanie odpadów w leki bez potrzeby stosowania agresywnych warunków laboratoryjnych. Opracowana metoda nie tylko zmniejsza zależność przemysłu medycznego od paliw kopalnych, ale i pokazuje potencjał recyklingu PET w zastosowaniach medycznych. Co więcej, sama reakcja nie zaburza metabolizmu bakterii, a wręcz może być katalizatorem ich wzrostu.
Przeczytaj także:
Obecnie trwają testy nad wprowadzeniem substratu z PET bezpośrednio do systemów fermentacyjnych. Ma to pozwolić na tzw. bio-upcykling, czyli przekształcanie odpadów w wartościowe związki chemiczne bez konieczności wykorzystywania klasycznej chemii przemysłowej.
*Źródło zdjęcia głównego: MaraZe/shutterstock.com
