爱丁堡大学的研究人员开发出一种创新方法，用于生产帕金森病的关键治疗药物左旋多巴（L-DOPA）。他们利用工程细菌将废弃塑料瓶转化为有价值的药物化合物。这项突破不仅解决了塑料污染问题，还为可持续药物制造铺平了道路。
该团队对大肠杆菌进行了基因改造。这些细菌将聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）塑料（食品和饮料包装中的常见材料）的组分直接转化为左旋多巴。此外，这种方法展示了生物系统如何将废物转化为具有医学用途的分子。研究结果发表在《自然·可持续性》上，揭示了在解决塑料垃圾的同时进行药物生产的新途径。
工业生物技术创新中心（IbioIC）影响总监兼副首席执行官利兹·弗莱彻博士称赞了这项研究。她指出，该研究通过生物学重塑了我们对废物的看法。将塑料瓶转化为帕金森病药物不仅仅是创造性的回收利用，它重新设计了与自然相协调的流程，带来了真正的益处。此外，该团队证明了可持续生物学应用是实用且有效的，将有害物质转化为改善人类健康的东西。
从PET废物到药物的生物学途径
PET是全球产量最大的塑料之一。制造商每年生产约5000万吨。然而，PET源自化石资源，且难以高效回收。因此，大量PET最终进入垃圾填埋场、焚烧炉或环境中。
在这项研究中，研究人员将PET废物分解为其核心结构单元——对苯二甲酸。然后，他们通过酶促反应改造大肠杆菌，将该酸转化为左旋多巴。左旋多巴是帕金森病的基石疗法。这种神经退行性疾病涉及大脑中产生多巴胺的神经元的逐渐丧失。该药物作为多巴胺的前体，有助于缓解震颤、僵硬和运动障碍等症状。
此外，研究人员表明，塑料废物可以作为复杂药物的原料。这种方法利用生物学从废弃材料中创造价值，从而为减少环境危害同时满足医疗需求带来了希望。
重新思考制药制造
传统的制药生产依赖石化原料，且通常涉及高能耗的化学合成。爱丁堡团队提出了一种可持续的替代方案。他们的方法从塑料废物中回收碳，微生物将这些化合物转化为左旋多巴等药物。
这减少了对化石燃料的依赖，并从原本会被丢弃的材料中创造了价值。此外，该研究引入了“生物升级循环”的概念，即利用生物系统将废物转化为更高价值的产品，超越了通常产生低质量塑料的简单回收。
研究人员设想了更广泛的应用。他们提出，类似的微生物策略可以生产用于化妆品、调味剂、香料和工业材料的化学品。因此，这项创新可能改变多个行业，推动向环保生产方式的转变。
迈向工业应用
该团队成功在制备规模上生产并分离了左旋多巴，证明了该方法在实验室之外同样有效。接下来，他们计划提高微生物转化效率，并评估工业化生产的可扩展性。
进一步的研究将比较该系统与现有方法的环境和经济表现。如果能够成功规模化，这种方法将促进循环经济——在这种模式中，废弃塑料变成高价值化学品和药物，从而同时解决污染和资源稀缺问题。
研究资金与合作
英国研究与创新署（UKRI）资助了该项目。工业生物技术创新中心（IbioIC）提供了支持。行业合作伙伴Impact Solutions提供了测试和实验室协助。
该工作是在碳循环可持续生物制造中心（C-Loop）内进行的。这项耗资1400万英镑的举措旨在探索将工业废物转化为有用的化学品和材料。该中心由英国研究与创新署旗下的工程与物理科学研究理事会（EPSRC）支持。
爱丁堡创新公司（Edinburgh Innovations）负责商业化支持。作为大学的技术转让机构，它协助业务发展。通过这些合作，该研究正在向实际应用迈进。
对塑料废物和药物生产的影响
将PET废物转化为左旋多巴的能力将两大全球挑战联系起来：减少塑料污染，同时建立可持续的医药供应链。生物技术有效架起了这两者之间的桥梁。
尽管商业化仍需优化，但该研究提供了有希望的证据。微生物平台可能重塑帕金森病治疗药物的生产，并在未来扩展到其他药物。最终，这项创新将激发更环保的医疗保健和废物管理方式。
【全文结束】