Новый метод превращает пластиковые отходы в парацетомол за 24 часа

Процесс производства парацетамола очень энергозатратен и сопровождается выбросами углекислого газа, поскольку в качестве сырья обычно используют ископаемое топливо, например, нефть. Ежегодно тысячи тонн ископаемого топлива сжигаются, чтобы обеспечить работу заводов, выпускающих парацетамол и другие медикаменты.

В отличие от традиционного производства, новый процесс проходит при комнатной температуре и практически не выделяет углекислого газа. Он основан на ферментации — технологии, напоминающей процесс пивоварения.

В качестве исходного сырья исследователи использовали терефталевую кислоту, которая содержится в полиэтилентерефталате (ПЭТ) — материале, из которого делают пластиковые бутылки. Сначала пластик перерабатывали в лаборатории до промежуточного соединения, которое затем подавали в культуру бактерий E. coli. Учёные заранее заблокировали в этих бактериях естественный путь получения нужного вещества, чтобы заставить их использовать пластик как единственный источник питания.

В процессе экспериментов оказалось, что внутри бактериальных клеток происходит химическая реакция, которая ранее не наблюдалась в живых организмах — перегруппировка Лоссена. Обычно для этого требуется высокая температура и агрессивные лабораторные условия, но здесь реакция запустилась сама благодаря воздействию природного фосфата внутри клетки.

В результате этого процесса из пластика образовалась парааминобензойная кислота (PABA) — соединение, которое бактерии используют для построения ДНК.

Чтобы завершить преобразование, исследователи встроили в бактерии два дополнительных гена: один был взят у грибов, другой — у почвенных бактерий.

Благодаря этим изменениям E. coli смогли превращать PABA в парацетамол. В лабораторных тестах метод показал высокую эффективность: 90% полученного продукта составил чистый парацетамол, а весь цикл занял менее суток.

Пластик ПЭТ— прочный и лёгкий материал, который используется для упаковки продуктов и производства бутылок. Каждый год в мире образуется более 350 млн тонн такого пластика. Хотя ПЭТ считается перерабатываемым, на практике большинство методов лишь превращают его в новые пластиковые изделия, которые со временем снова становятся мусором.

Команда подчеркивает, что для коммерческого производства нужны доработки.