Elke dag worden er bergen gebruikte plastic flessen weggegooid, maar microben kunnen dit probleem mogelijk aanpakken. Nu rapporteren onderzoekers in ACS Central Science dat ze een plasticetende E. coli hebben ontwikkeld die afval van polyethyleentereftalaat (PET) efficiënt kan omzetten in adipinezuur, dat wordt gebruikt om nylonmaterialen, medicijnen en geurstoffen te maken.

Eerder heeft een team van onderzoekers, waaronder Stephen Wallace, een E. coli-stam ontwikkeld om het hoofdbestanddeel in oude PET-flessen, tereftaalzuur, om te zetten in iets smakelijkers en waardevoller:de vanillesmaakstof vanilline. Tegelijkertijd hebben andere onderzoekers microben ontwikkeld om tereftaalzuur te metaboliseren tot een verscheidenheid aan kleine moleculen, waaronder korte zuren.

Daarom wilden Wallace en een nieuw team van de Universiteit van Edinburgh de biosynthetische routes van E. coli uitbreiden met het metabolisme van tereftaalzuur in adipinezuur, een grondstof voor veel alledaagse producten die doorgaans worden gegenereerd uit fossiele brandstoffen met behulp van energie-intensieve processen.

Het team ontwikkelde een nieuwe E. coli-stam die enzymen produceerde die tereftaalzuur konden omzetten in verbindingen zoals muconzuur en adipinezuur. Om het muconzuur om te zetten in adipinezuur gebruikten ze vervolgens een tweede type E. coli, dat waterstofgas produceerde, en een palladiumkatalysator.

In experimenten ontdekte het team dat het hechten van de gemanipuleerde microbiële cellen aan alginaathydrogelkorrels hun efficiëntie verbeterde, en dat tot 79% van het tereftaalzuur werd omgezet in adipinezuur.

Met behulp van monsters uit de praktijk van tereftaalzuur uit een afgedankte fles en een coating van etiketten op afvalverpakkingen produceerde het ontwikkelde E. coli-systeem op efficiënte wijze adipinezuur. In de toekomst zeggen de onderzoekers dat ze zullen zoeken naar manieren om aanvullende producten met een hogere biosynthese te biosynthetiseren.

Meer informatie: Plasticetende bacteriën zetten afval om in nuttige uitgangsmaterialen voor andere producten, ACS Central Science (2023). DOI:10.1021/acscentsci.3c00414, pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscentsci.3c00414

Journaalinformatie: ACS Centrale Wetenschap

Aangeboden door American Chemical Society