用废弃塑料做成的感冒药你敢吃吗?

2025-07-20 | 来源: 环球科技 | 转到微信 | 有0人参与评论 | 字体: 放大缩小 | 收藏 | 打印

通过化学合成与生物合成两种方式完成洛森重排(图片来源：原论文)

研究者从最常见的塑料——聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)出发，也就是制作饮料瓶的材料。他们先把PET分解成对苯二甲酸单体，再将其加工成能进行洛森重排的酰基羟肟酸酯(acyl hydroxamate ester)。

接着，研究者将其“喂”给经过了基因工程改造的无害大肠杆菌，在较温和的条件下，仅通过磷酸盐的催化，便能触发大肠杆菌细胞内的洛森重排，将酰基羟肟酸酯转换为对氨基苯甲酸(PABA)。这是一种天然的大肠杆菌代谢物分子，可用于生产其他化学物质。

通过改造大肠杆菌完成洛森重排(图片来源：原论文)

研究团队还给大肠杆菌引入了两种异源基因，一个基因(adh60)来自一种真菌，另一个基因(panat)来自一种细菌，这两种基因产生的酶可以让大肠杆菌将PABA进一步转化为对乙酰氨基酚，也就是扑热息痛。通过优化大肠杆菌中这两个基因的表达水平，研究团队成功从废弃PET塑料提取原料并转化为扑热息痛，转化率高达92%。

还有很长的路要走

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“这项研究表明，PET塑料并非只会沦为垃圾，或只能被回收为低级塑料制品。它还可以被微生物转化为有价值的新产品，包括具有治疗疾病潜力的产品。”这项研究的通讯作者斯蒂芬·华莱士(Stephen Wallace)说。

这项新技术能在不到24小时内将工业PET废料加速转化为扑热息痛。且在室温下就可以进行，相比工业生产，几乎不产生碳排放。于是研究者便展开了畅想，或许将来，可以完全使用废弃的PET塑料，通过这种方法合成扑热息痛。这样既解决了废弃塑料的回收问题，又大大降低了药物生产对原油和化石燃料的依赖。

但真要实现这个目标，还有很长的路需要走。研究团队表示，在实现商业化生产之前，还需要继续开发这项技术。目前的实验规模还很小，转化效率和副反应等诸多因素需要在实际工业生产的条件下重新评估。而且在反应过程中，酰基羟肟酸酯积累起来后，可能会对大肠杆菌细胞产生毒性，阻止反应继续进行。因此，如果要完成大规模生产，还需要改造出耐受性更强的菌株。

图片来源：原论文

值得一提的是，这项研究属于一个正在兴起的新领域：生物兼容化学(biocompatible chemistry)。如今许多合成有机化学反应(比如生产许多药物和材料的反应)在自然界和生物系统中并不存在，也没有现成的酶来完成，因为反应过程中使用的非天然底物、溶剂和催化剂可能对细胞具有毒性，高温等反应条件也不符合细胞的生存条件。但通过改造生物细胞，让反应在活细胞内部也能进行，这便是生物兼容化学。生物兼容化学将非酶促反应引入了微生物环境，扩展了微生物的合成能力，从而能够利用可再生资源生产工业相关的化学品。

或许，不久以后，你吃的感冒药，正好就来自你几年前丢掉的饮料瓶。