Превращать пластик в ванилин научили бактерий

Научное открытие удалось совершить биохимикам из Шотландии. С помощью штамма кишечной палочки Escherichia coli они превратили терефталевую кислоту, полученную из ПЭТ-бутылок, в ванилин.

Результаты своего эксперимента они описали в журнале Green Chemistry.

Биохимики из Эдинбургского университета выбрали штамм E. coli MG1655 RARE, который ранее уже использовался для биосинтеза ванилина из глюкозы. Они трансформировали бактерии гибридными плазмидами, содержащими гены, кодирующие пять ферментов. Эти ферменты запускали превращение терефталевой кислоты в ванилин через образование таких промежуточных продуктов:

• 3,4-дигидрокскибензойной кислоты;
• 3,4-дигидрокскибензальдегида;
• ванилиновой кислоты.

Чтобы повысить выход ванилина, ученые улучшили условия реакций за счет добавок и подходящей кислотности среды. При значении pH от 6 до 8 снижалось количественное превращение терефталевой кислоты в промежуточный продукт — 3,4-дигидрокскибензойную кислоту. А при pH 5,5 наблюдалась максимальная диффузия терефталевой кислоты в бактериальную клетку при минимальном стрессе клетки.

Далее они продемонстрировали работу метода на использованных пластиковых бутылках. Для начала биохимики с помощью фермента LCC превратили ПЭТ в терефталевую кислоту, а затем реакционную смесь охладили до комнатной температуры и добавили к ней модифицированные E. coli. Количество конечного продукта оценивали с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии. После 24 часов ферментативных реакций был получен ванилин с выходом 79%.

Напомним, ранее мы сообщали, что экологически безопасную медь добывают обнаруженные американскими учеными бактерии.