科学家发现肠道细菌可将塑料废物转化为止痛药

Common bacteria could turn plastic into painkiller medicine

科学家们取得了一项突破性发现：常见的肠道细菌可以将塑料废物转化为止痛药。

研究表明，通常与尿路感染相关的大肠杆菌（E. coli），能够以92%的产率将聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）塑料瓶转化为对乙酰氨基酚（即扑热息痛）。

这一发现于上周日发表在《自然化学》（Nature Chemistry）期刊上，这是首次通过使用废弃产品从大肠杆菌中生产出对乙酰氨基酚。

这项突破为可持续塑料回收开辟了前景广阔的新路径，同时也应对了由塑料污染引发的日益严重的环境危机。

研究展示了如何利用大肠杆菌的自然代谢过程，通过一种称为“洛森重排”（Lossen rearrangement）的化学反应来降解PET塑料。这种反应生成细胞代谢所需的含氮有机化合物，并由细菌体内天然存在的磷酸盐分子催化。

科学家解释道：“该反应在常温条件下进行，对大肠杆菌无毒害作用，并由细胞内的磷酸盐催化。”

研究人员首先降解塑料瓶，以生成洛森重排所需的起始分子，然后展示了细菌细胞内部的代谢过程如何将这种源自塑料的分子转化为对乙酰氨基酚。

这一突破标志着代谢工程领域的一项重大进展，因为科学家成功证明微生物拥有一套“工具箱”，其中包含高度活跃的化学物质，这些物质可以被重新用于工业应用。

这种方法可能会大幅减少对基于化石燃料的化学制造工艺的依赖。

研究人员表示：“洛森重排的底物也可以从聚对苯二甲酸乙二醇酯合成，并应用于全细胞生物催化反应和发酵过程中，从而生成包括药物对乙酰氨基酚在内的工业小分子。”

该技术利用细菌的天然酶促过程，从塑料废物中生产所需的小分子，为传统制药方法提供了一种可持续的替代方案。

研究人员表示，这一发现可能会彻底改变塑料废物管理和药物生产的方式。他们希望这一技术能够为跨生态系统修复和升级塑料废物提供一种通用策略。

其意义不仅限于对乙酰氨基酚的生产。科学家认为，进一步研究不同类型的细菌和塑料可能会生成其他有用的产品，从而为可持续制造创造新的范式。

研究人员写道：“总体而言，这项工作扩展了用于小分子合成的代谢化学工具箱。”

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