他们说，一个人的垃圾是另一个人的宝藏，或者在这个案例中，是治疗药物——一种开创性的方法将废塑料转化为治疗帕金森病的药物。
利用细菌的力量，英国爱丁堡大学的一项新技术能够将聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）塑料废物转化为左旋多巴（l-DOPA），这是帕金森病的一线药物。这标志着工程生物学首次被用于将塑料废物转化为治疗神经疾病的药物，并可能为急需的药理学和塑料污染干预措施铺平道路。
传统上，化学工业，包括药品生产，一直依赖有限的化石资源，使用高能耗工艺生产最终被填埋或焚烧的产品，增加了环境和大气的污染。
然而，大自然提供了一种更环保的解决方案，它进化出了巧妙的碳利用、升级再造和可持续化学合成机制。利用工程生物学来开发这些自然过程的尝试主要集中在可生物利用的聚合物纤维素、甲壳素和木质素上，但科学家们现在开始探索将塑料废物用作微生物原料。
受到近期将塑料升级再造为高价值分子（如香兰素、己二酸和对乙酰氨基酚）的进展的启发，这项最新突破背后的团队寻求一种创新的方法来处理PET废物，而现有的回收技术往往效率低下，并且仍然加剧全球塑料污染。在一项新研究中，他们报告了成功将工业PET废料和一个消费后PET塑料瓶转化为l-DOPA，这种帕金森病药物仍然依赖化石燃料衍生合成。
为了实现这一目标，他们改造了大肠杆菌，通过一个由七个基因编码的四步生物合成途径，将PET单体对苯二甲酸（TPA）转化为l-DOPA。
首先，TPA被转化为原儿茶酸，反应由丛毛单胞菌属的酶催化。然后，在肺炎克雷伯菌的辅助因子作用下，原儿茶酸脱羧成为儿茶酚，随后在氨存在下，由具核梭杆菌的酶促进儿茶酚与丙酮酸之间的碳-碳键形成。最终产物就是梦寐以求的l-DOPA。
然后，为了进一步提高可持续性并展示概念验证，他们引入了莱茵衣藻来捕获儿茶酚生成过程中释放的二氧化碳。
由此产生的生物过程在温和的水相条件下运行，并从工业PET废料和单个消费后塑料瓶中获得了高浓度的l-DOPA，说明了这条途径用于从废弃塑料中生成治疗神经疾病的高价值药物的潜力。通过进一步优化，它甚至可以增强制药以外的制造方法，用于生产调味品、香料、化妆品和工业化学品。
“这感觉就像是开始，”通讯作者斯蒂芬·华莱士称赞道。“如果我们能从废弃塑料瓶中制造出治疗神经疾病的药物，那么想象这项技术还能实现什么，这令人兴奋。塑料废物常被视为环境问题，但它也代表着大量未开发的碳源。通过工程生物学将塑料转化为必需的药物，我们展示了废物材料如何被重新构想为支持人类健康的有价值的资源。”
来源：
- Royer B, Era Y, Valenzuela-Ortega M 等. 微生物将塑料废物升级再造为左旋多巴. Nat. Sustain. doi: 10.1038/s41893-026-01785-z (2026) (在线预出版).
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