Stephen Wallace, nhà công nghệ sinh-hóa học tại Đại học Edinburgh (Anh), tác giả liên hệ của bài báo cho biết: “Chúng tôi có thể biến một loại chất thải phong phú từ môi trường và xã hội thành một loại thuốc quan trọng toàn cầu theo cách mà nếu chỉ riêng hóa học hoặc sinh học thì hoàn toàn không thể thực hiện được”. Mấu chốt của nghiên cứu là phản ứng chuyển vị Lossen (Lossen rearrangement), phản ứng đã được biết đến trong hơn một thế kỷ nhưng chỉ được thực hiện trong ống nghiệm hoặc cốc thủy tinh.
Để chuyển đổi nhựa thải thành paracetamol, các nhà nghiên cứu đã sử dụng các phương pháp hóa học thông thường để phân giải và biến đổi nhựa polyethylene terephthalate (PET) thành một phân tử tiền chất. Họ thêm phân tử này vào một môi trường nuôi cấy tế bào Escherichia coli, ở đó phản ứng chuyển vị Lossen biến đổi nó thành một phân tử tương thích sinh học (biocompatible). Phản ứng cũng xảy ra, ở mức độ thấp hơn, trong thí nghiệm đối chứng âm chỉ chứa phân tử tiền chất và môi trường tăng trưởng. Sau đó, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng phosphate, một ion được tìm thấy trong tất cả các sinh vật, đã xúc tác cho phản ứng.
Các tác giả cũng đã biến đổi E. coli, đưa vào các gen để các enzyme có thể xúc tác cho các phản ứng sử dụng sản phẩm của chuyển vị Lossen. Các enzyme do E. coli biến đổi sản xuất đã thực hiện các bước tổng hợp còn lại cần thiết để tạo ra paracetamol. Khi các nhà nghiên cứu đưa PET đã phân giải cho các vi khuẩn này, 92% đã được chuyển đổi thành paracetamol.
Wallace cho biết nhóm của ông đang hợp tác với các công ty dược như AstraZeneca, đơn vị cung cấp một phần kinh phí cho nghiên cứu, để mở rộng quy mô và cải thiện quá trình này.
Dylan Domaille, một nhà sinh hóa tại Trường Mỏ Colorado ở Golden, cho biết công trình này là một phần của xu hướng ngày càng tăng trong việc kết hợp hóa học và sinh học để tạo ra hệ thống hiệu quả nhất. “Đây là một minh chứng tuyệt vời về sức mạnh của tiếp cận này và tính đa năng của nó.”
Tuy nhiên, Domaille nói thêm rằng quá trình hóa học để chuyển đổi PET bị phân giải thành cơ chất cho chuyển vị Lossen trong trường hợp này sẽ khó mở rộng quy mô.
Chi tiết bài báo công bố trên Nature Chemistry xem tại đây.
Nguồn:https://doi.org/10.1038/d41586-025-01986-0
PKL
