Інженери-біологи з Університету Едінбурга розробили унікальний спосіб перетворення поширеного пластику, що використовується для одноразових пляшок, на популярний знеболювальний засіб – парацетамол (ацетамінофен). Цей інноваційний підхід вимагає лише невеликої кількості бактерій та часу для ферментації оброблених пластикових відходів. Таке відкриття є подвійно вигідним, адже воно не тільки дозволяє повторно використовувати викинутий поліетилентерефталат (ПЕТ), що міститься у пляшках та харчовій упаковці, а й значно скорочує величезні обсяги викопного палива, необхідного для виробництва цього широко вживаного лікарського засобу.
Як пластик перетворюється на ліки: деталі процесу
Процес розпочинається з генетично модифікованих бактерій E. coli (кишкова паличка) та хімічно оброблених використаних ПЕТ-пляшок. Бактерії розкладають ПЕТ на сполуку, відому як терефталева кислота. Потім ця кислота модифікується у субстрат, який проходить хімічну реакцію, так зване Лоссенове перегрупування, всередині живих клітин E. coli. Результатом цієї реакції є пара-амінобензойна кислота (ПАБК), що є важливою поживною речовиною, яка дозволяє бактеріям рости. І вже на фінальному етапі, інші спеціально розроблені метаболічні шляхи в тих же бактеріях E. coli перетворюють ПАБК на парацетамол.
Весь процес здійснюється за кімнатної температури, триває менше ніж 24 години і не спричиняє викидів вуглецю. Дослідники також зазначають, що приблизно 90% продукту, отриманого внаслідок реакції розкладеного ПЕТ (терефталевої кислоти) з E. coli, становив саме парацетамол. Це робить такий метод надзвичайно ефективним та сталим для виробництва знеболювального. Дослідження, що описує це проривне досягнення, було опубліковано у престижному науковому журналі Nature Chemistry цього тижня.
Перспективи та співпраця
Наразі процес ще не готовий до широкого промислового застосування. Дослідникам необхідно доопрацювати свій підхід, перш ніж вони зможуть використовувати його для виробництва парацетамолу в комерційних масштабах. Однак, схоже, вони на правильному шляху. Ян Хетч, керівник консалтингового відділу комерціалізації Університету Едінбурга, Edinburgh Innovations, зазначив: "Ми залучаємо виняткові компанії, такі як AstraZeneca, для роботи зі Стівеном та іншими фахівцями Університету, щоб перетворити ці передові відкриття на інновації, що змінять світ".
Довідкова інформація
- Університет Едінбурга – один із найстаріших і найпрестижніших університетів Шотландії та Великої Британії, заснований у 1583 році. Він відомий своїми значними внесками у різні галузі знань, від медицини до інформатики, та є членом групи "Рассел" – об’єднання провідних дослідницьких університетів Великої Британії.
- Парацетамол (ацетамінофен) – широко відомий лікарський засіб, що належить до групи анальгетиків (знеболювальних) та антипіретиків (жарознижувальних). Використовується для полегшення болю та зниження температури, є одним з найбільш вживаних безрецептурних препаратів у світі.
- ПЕТ (поліетилентерефталат) – поширений термопластичний полімер, який активно використовується для виготовлення пластикових пляшок для напоїв, харчових контейнерів, пакувальних матеріалів, а також волокон для текстильної промисловості. Його висока міцність, легкість та стійкість до вологи роблять його ідеальним для багатьох застосувань, однак саме стійкість до деградації створює екологічну проблему.
- E. coli (кишкова паличка) – це бактерія, що зазвичай мешкає в кишечнику теплокровних тварин, включаючи людину. Хоча деякі штами E. coli можуть викликати захворювання, більшість з них є безпечними і навіть корисними. У біотехнології та генетичній інженерії E. coli широко використовується як модельний організм завдяки своїй здатності до швидкого росту, легкості генетичних маніпуляцій та виробництва білків.
- AstraZeneca – глобальна британсько-шведська біофармацевтична компанія, одна з найбільших у світі. Вона спеціалізується на розробці, виробництві та продажу інноваційних лікарських засобів у таких ключових терапевтичних галузях, як онкологія, серцево-судинні захворювання, метаболічні захворювання, респіраторні захворювання та імунологія.
- Nature Chemistry – один із провідних міжнародних наукових журналів, що публікується видавництвом Nature Portfolio (частина Springer Nature). Він присвячений публікації високоякісних оригінальних досліджень, оглядів та коментарів, охоплюючи всі аспекти хімічної науки, включаючи органічну, неорганічну, фізичну, аналітичну, обчислювальну, біохімічну та матеріалознавчу хімію.
