Учёные нашли способ превратить сырьё из пластиковых бутылок в одно из самых распространённых обезболивающих — парацетамол. В лабораторных условиях бактерии перерабатывали производное ПЭТ в готовое вещество с выходом, близким к 92%. Такая схема показывает, что отходы могут становиться химическим ресурсом для медицины. Об этом сообщает научное издание со ссылкой на результаты исследования.
Работу возглавил профессор Стивен Уоллес из Эдинбургского университета — химик, работающий на стыке химии и биологии. Его команда развивает гибридные процессы, где микробы и необычные химические реакции вместе дают ценные продукты из потоков отходов.
Сегодня в мире ежегодно производят около 120 млрд фунтов ПЭТ-пластика, и большая часть сырья для промышленного парацетамола по-прежнему приходит из нефти. Новый подход предлагает альтернативу: превращать пластиковые отходы в исходные молекулы для лекарства, а затем доводить их до финального продукта биотехнологически.
В основе работы — полиэтилентерефталат, распространённый полиэстер для бутылок и пищевых лотков. ПЭТ сначала измельчали в хлопья, затем мягкой химической обработкой переводили в растворимую молекулу, пригодную для дальнейших превращений.
Дальше в дело вступал лабораторный штамм E. coli. Его настроили так, что бактерии не могли "обойти" нужный этап: рост становился возможен только при преобразовании молекулы на основе пластика в недостающий метаболит. Так процесс получал встроенный "рычаг управления" — культура работает, пока есть подходящее сырьё.
Ключевая особенность метода — биосовместимая реакция, которая может протекать внутри живой клетки и не ломать её нормальные функции. Центральный шаг — перестройка Лоссена, превращающая кислотные группы в амины и дающая пара-аминобензойную кислоту (PABA), важную для синтеза фолатов и ДНК.
Чтобы довести путь до парацетамола, исследователи добавили два гена из грибов и почвенных микробов. В результате бактерия сначала формировала PABA из пластикового промежуточного продукта, а затем ферментами завершала синтез парацетамола. В лучших условиях весь цикл занимал менее суток ферментации.
Обычная переработка пластика часто "удешевляет" материал или ведёт к сжиганию, теряя химический потенциал. Здесь логика другая: сохранить ценность молекул и направить её в продукт высокой необходимости.
При этом важно помнить, что пластик в водной среде может вести себя как отдельная экологическая проблема: например, микропластик способен становиться площадкой для биоплёнок и переносить микробные сообщества, что добавляет аргументов в пользу технологий, уменьшающих общий поток пластикового мусора.
Перенос процесса из колб в промышленные ферментеры потребует стабильной подачи сырья, фильтрации примесей, контроля кислорода и температуры, а также устойчивости культуры на больших объёмах. Отдельный блок — контроль качества: производителю придётся подтвердить, что получаемый парацетамол соответствует стандартам чистоты и воспроизводимости.
Классический промышленный парацетамол опирается на нефтехимическое сырьё и цепочки поставок углеводородов. Биомаршрут использует отходы как источник углерода и переносит часть "тяжёлой" химии в управляемую ферментацию. Первый вариант уже хорошо масштабирован, второй пока лабораторный, но перспективный для устойчивого производства.
Подход объединяет переработку и фарму в одной логике — "отходы как сырьё". Он показывает высокую эффективность в лаборатории, но требует проверки на реальных объёмах.
Измельчают ПЭТ и переводят его в растворимую молекулу.
Подают сырьё в бактериальную культуру.
Запускают биосовместимую химическую реакцию внутри клетки.
Превращают промежуточный продукт ферментами в парацетамол.
Очищают продукт и проверяют качество партии.
Пока речь идёт о ПЭТ с предсказуемым составом; смешанные отходы требуют сортировки и подготовки.
Используются лабораторные штаммы в закрытом оборудовании, а конечный парацетамол оценивают по тем же стандартам, что и обычный.
Потребуются технико-экономические расчёты, оценка жизненного цикла и полный регуляторный цикл для фармпроизводства.