韓國科學家發(fā)表的一項研究指出，大腸桿菌也能用于生產(chǎn)可生物降解的塑料，經(jīng)過工程改造細菌系統(tǒng)或能使用可再生資源生產(chǎn)出有理想熱性能和機械性能的塑料。相關(guān)研究3月18日發(fā)表于《自然—化學生物學》。

據(jù)估算，全球塑料生產(chǎn)在2022年制造了約4億公噸的塑料，其中大部分使用了石油基化工工藝。與此同時，微生物生產(chǎn)聚合物的機制有望以更可持續(xù)的方式生產(chǎn)出可生物降解的替代品。已知生物體能自然合成聚合物，如DNA、RNA、纖維素和蛋白質(zhì)。不過，科學家直到最近才開始聚焦用微生物合成能用于生產(chǎn)塑料的聚合物。

韓國科學技術(shù)院的Sang Yup Lee和同事開發(fā)了一種能用大腸桿菌內(nèi)產(chǎn)生的一系列酶生產(chǎn)聚酯酰胺（PEA）的工藝，這種工藝需要將六種氨基酸與一種或多種羥基酸結(jié)合，來制造聚合物塑料。經(jīng)過進一步測試優(yōu)化該工藝后，Lee和同事利用葡萄糖作為一種關(guān)鍵成分，在大腸桿菌內(nèi)生產(chǎn)這種聚合物。他們還研究了不同氨基酸的數(shù)量和結(jié)構(gòu)如何影響PEA的產(chǎn)量和性能。

作為概念驗證，研究者在一個大型生物反應(yīng)器中生產(chǎn)了約每升55克的PEA，證實了PEA產(chǎn)量很容易擴大規(guī)模。他們還測試了該PEA的物理、熱學和機械性能，發(fā)現(xiàn)其與高密度聚乙烯的性能不相上下，而高密度聚乙烯是使用最廣泛的塑料之一，提示PEA或是一種可再生替代品。

研究者表示，這種工藝比當前的化學方法有很多優(yōu)勢，如能輕松獲得各種PEA，以及實現(xiàn)可以用作塑料的聚合物的可持續(xù)生產(chǎn)。

相關(guān)論文信息：

 https://doi.org/10.1038/s41589-025-01842-2