Ученые создали микробов, которые пожирают пластик и превращают его в ванилин

Ученые из Великобритании с помощью генной инженерии создали кишечную палочку для преобразования пластиковых отходов в ванилин. Это значит, что можно использовать пластик в качестве сырья для микробных клеток и превращать его во что-то более ценное и промышленное. Биотрансформация не просто заменяет текущий химический процесс. Фактически достигается то, чего невозможно сделать с помощью современных синтетических методов.

Химия будущего

Полиэтилентерефталат (ПЭТ) является одним из наиболее распространенных видов пластика. Большинство существующих технологий переработки разлагают ПЭТ на его мономеры-заместители, этиленгликоль и терефталевую кислоту, а затем используют их в пластиковых материалах второго поколения. Уоллес и Джоанна Сэдлер, также из Эдинбургского университета, хотят переработать эти мономеры в альтернативные продукты.

Дуэт исследователей использовал генную инженерию для создания штамма кишечной палочки, которая превращает терефталевую кислоту в ванилин.

Реальная выгода

Ванилин отвечает за характерный запах и вкус ванили. Он используется в продуктах питания и косметике и является промышленно важным платформенным химическим веществом.

Традиционно его получают из ванили, но мировой спрос намного превышает предложение из природных источников. Сэдлер не уверен, будет ли ванилин, полученный непосредственно из отходов, соответствовать нормативным стандартам для пищевых продуктов, но предполагает, что он будет подходить для косметики или других применений в качестве химического вещества.

Тонкости процесса

Модифицированная кишечная палочка производит ферменты, которые превращают терефталевую кислоту в ванилин путем окисления, метилирования и двух стадий восстановления.

Добавление такого большого количества ненативных ферментов к E. coli оказалось большой проблемой. Путем тщательной оптимизации условий реакции и среды ученые в конце концов нашли золотую середину, где каждый из ферментов мог играть свою роль в биокаталитическом превращении терефталевой кислоты в ванилин.

Заставить клетку выполнить преобразование - это только половина дела. Сложность заключалась в том, что сам ванилин токсичен для нового штамма кишечной палочки. Чтобы смягчить эти проблемы токсичности, ученые удалили продукт из реакционной смеси на месте, экстрагировав его в олеиловый спирт. Имея оптимизированные условия, команда напрямую превратила пластиковые бутылки для отходов, собранные на улице в Эдинбурге, в ванилин.