Natuurlijke organische verbindingen die fluor bevatten, zijn zeldzaam omdat levende organismen - op enkele uitzonderingen na - ze niet produceren. Amerikaanse wetenschappers hebben nu een microbiële gastheer genetisch gemanipuleerd voor het metabolisme van organofluor, waardoor het een gefluorideerd tussenproduct kan produceren dat bekend staat als een diketide. Zoals gerapporteerd in het journaal Angewandte Chemie , het diketide zou dan kunnen worden gebruikt als monomeer voor de in vivo productie van gefluoreerde bioplastics.

In tegenstelling tot de natuur, scheikundigen gebruiken vaak fluor. Teflon coatings voor pannen en waterafstotende Gore-Tex jassen, beide op basis van polytetrafluorethyleen, schiet me meteen te binnen. Fluor wordt ook in veel landbouwchemicaliën aangetroffen, en ongeveer 20-30% van de moderne geneesmiddelen, variërend van antimalaria- en cytostatica tot inhalatie-anesthetica, bloedvervangers, en vloeibare ventilatiemiddelen. Organofluormoleculen worden ook gebruikt in vloeibare kristallen voor displays, evenals ozonvriendelijke koelmiddelen en drijfgassen.

Gezien het potentieel voor levende systemen om zeer complexe chemische verbindingen te produceren, onderzoekers die werken met Michelle C.Y. Chang aan de Universiteit van Californië, Berkeley (VS), gericht op het manipuleren van de biosynthetische machinerie in cellen om eenvoudige gefluoreerde bouwstenen te gebruiken om nieuwe organofluor-doelmoleculen te maken.

Om dit te behalen, ze introduceerden genen die coderen voor drie bijzonder efficiënte enzymen van verschillende andere micro-organismen in de bacterie, Escherichia coli, om de diketide-biosyntheseroute te construeren. Deze enzymen kunnen fluorhoudende derivaten van hun normale substraten gebruiken. In aanvulling, ook was het nodig om een ​​gen te introduceren voor een transporteiwit dat fluoromalonaat - als fluorhoudend uitgangsmateriaal - de cel in draagt. Dankzij de enzymen konden de cellen de biosyntheseroute gebruiken om fluoromalonyl-co-enzym A te maken en dit met hoge opbrengst om te zetten in het 2-fluor-(R)-3-hydroxybutyraatdiketide.

De onderzoekers introduceerden nog een ander gen voor een enzym dat door veel bacteriën wordt gebruikt om polyhydroxyalkanoaten (PHA's) te maken. dat zijn polyesters die worden gebruikt om koolstof en energie op te slaan. Biologisch afbreekbare PHA's worden gebruikt bij de productie van bioplastics voor toepassingen zoals voedselverpakkingen en medische implantaten. De nieuwe, genetisch gemanipuleerde micro-organismen hebben de gefluoreerde diketiden opgenomen in de PHA's die ze produceerden, het genereren van polymeren die 5 tot 15% gefluoreerde monomeren bevatten. De gefluoreerde bioplastics waren minder bros dan fluorvrije PHA's. Gecontroleerde incorporatie van gefluoreerde monomeren kan gerichte variatie van de eigenschappen van bioplastics mogelijk maken.

De onderzoekers hopen ook het belangrijkste bestanddeel fluoromalonyl-co-enzym A te gebruiken om een ​​breed spectrum van kleine gefluoreerde moleculen in levende cellen te produceren voor farmaceutische toepassingen.