ПЭТ-пластик химически расщепляется до терефталевой кислоты — мономера, из которого он состоит. Дальше в дело вступают генетически модифицированные бактерии E. coli: два специально созданных штамма последовательно преобразуют терефталевую кислоту в леводопу через цепочку биохимических реакций. Первый штамм расщепляет мономер до катехола, второй превращает катехол в леводопу. Разделение на два штамма было необходимо: в едином процессе промежуточные вещества блокировали ферменты и останавливали реакцию.
В качестве дополнительного элемента исследователи задействовали микроводоросли Chlamydomonas reinhardtii для поглощения CO₂, выделяющегося в ходе одной из реакций — шаг к потенциальной углеродной нейтральности процесса.
Из 262 мг терефталевой кислоты, извлечённой из промышленных отходов ПЭТ-фольги, учёные получили 193 мг чистой леводопы — это несколько клинических доз препарата. Концентрация в реакционной среде достигла 5 г/л, что считается высоким показателем для подобных биопроцессов. Процесс протекает при комнатной температуре в водной среде — без высоких температур, давления и нефтехимического сырья.
Мировое производство леводопы составляет около 250 тонн в год и растёт вместе с распространённостью болезни Паркинсона. Сейчас препарат производится химическим синтезом из ископаемого сырья. Новый подход предлагает альтернативу, которая одновременно решает две проблемы: утилизацию пластиковых отходов и производство дефицитного лекарства.
Авторы оговариваются: глобальное образование пластиковых отходов — около 100 миллионов тонн в год — несопоставимо с объёмами фармацевтического производства. Речь идёт не о решении пластикового кризиса, а о демонстрации принципа: углерод из отходов можно не сжигать и не закапывать на свалках, а превращать в высокоценные молекулы.
