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日期: 2025-07-20 | 來源: 環球科技 | 有0人參與評論 | 字體: 小 中 大
通過化學合成與生物合成兩種方式完成洛森重排(圖片來源：原論文)
研究者從最常見的塑料——聚對苯贰甲酸乙贰醇酯(PET)出發，也就是制作飲料瓶的材料。他們先把PET分解成對苯贰甲酸單體，再將其加工成能進行洛森重排的酰基羥肟酸酯(acyl hydroxamate ester)。
接著，研究者將其“喂”給經過了基因工程改造的無害大腸杆菌，在較溫和的條件下，僅通過磷酸鹽的催化，便能觸發大腸杆菌細胞內的洛森重排，將酰基羥肟酸酯轉換為對氨基苯甲酸(PABA)。這是壹種天然的大腸杆菌代謝物分子，可用於生產其他化學物質。
通過改造大腸杆菌完成洛森重排(圖片來源：原論文)
研究團隊還給大腸杆菌引入了兩種異源基因，壹個基因(adh60)來自壹種真菌，另壹個基因(panat)來自壹種細菌，這兩種基因產生的酶可以讓大腸杆菌將PABA進壹步轉化為對乙酰氨基酚，也就是撲熱息痛。通過優化大腸杆菌中這兩個基因的表達水平，研究團隊成功從廢棄PET塑料提取原料並轉化為撲熱息痛，轉化率高達92%。
還有很長的路要走
“這項研究表明，PET塑料並非只會淪為垃圾，或只能被回收為低級塑料制品。它還可以被微生物轉化為有價值的新產品，包括具有治療疾病潛力的產品。”這項研究的通訊作者斯蒂芬·華萊士(Stephen Wallace)說。
這項新技術能在不到24小時內將工業PET廢料加速轉化為撲熱息痛。且在室溫下就可以進行，相比工業生產，幾乎不產生碳排放。於是研究者便展開了暢想，或許將來，可以完全使用廢棄的PET塑料，通過這種方法合成撲熱息痛。這樣既解決了廢棄塑料的回收問題，又大大降低了藥物生產對原油和化石燃料的依賴。
但真要實現這個目標，還有很長的路需要走。研究團隊表示，在實現商業化生產之前，還需要繼續開發這項技術。目前的實驗規模還很小，轉化效率和副反應等諸多因素需要在實際工業生產的條件下重新評估。而且在反應過程中，酰基羥肟酸酯積累起來後，可能會對大腸杆菌細胞產生毒性，阻止反應繼續進行。因此，如果要完成大規模生產，還需要改造出耐受性更強的菌株。
圖片來源：原論文
值得壹提的是，這項研究屬於壹個正在興起的新領域：生物兼容化學(biocompatible chemistry)。如今許多合成有機化學反應(比如生產許多藥物和材料的反應)在自然界和生物系統中並不存在，也沒有現成的酶來完成，因為反應過程中使用的非天然底物、溶劑和催化劑可能對細胞具有毒性，高溫等反應條件也不符合細胞的生存條件。但通過改造生物細胞，讓反應在活細胞內部也能進行，這便是生物兼容化學。生物兼容化學將非酶促反應引入了微生物環境，擴展了微生物的合成能力，從而能夠利用可再生資源生產工業相關的化學品。
或許，不久以後，你吃的感冒藥，正好就來自你幾年前丟掉的飲料瓶。- 新聞來源於其它媒體，內容不代表本站立場！
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