Paracetamol ist einer der weltweit am häufigsten eingesetzten Wirkstoffe gegen Schmerzen und Fieber. Seine industrielle Herstellung erfolgt bislang rein chemisch aus Erdöl-basierten Rohstoffen. In dieser Studie wurde nun erstmals gezeigt, dass Paracetamol auch vollständig biologisch – mithilfe von Bakterien – aus Bestandteilen von Plastikabfällen hergestellt werden kann.
Die Forscher entwickelten ein Verfahren, bei dem genetisch veränderte E.coli-Bakterien Paracetamol aus einem Ausgangsstoff herstellen, der aus dem Kunststoff PET (Polyethylenterephthalat, aus Flaschen) gewonnen wird. Dabei wird eine eigentlich chemisch-synthetische Reaktion – die sogenannte Lossen-Umlagerung – in den Bakterien nachgebildet.
So funktioniert der Prozess:
- Ausgangsstoff: Aus dem Plastik PET wird eine Vorstufe namens 4-Nitrophenylhydroxamsäure gewonnen.
- Lossen-Umlagerung in der Zelle: In den E-coli-Zellen wird diese Vorstufe durch eine chemische Umlagerung (nicht enzymatisch) in para-Aminobenzoesäure (PABA)umgewandelt – eine für Bakterien lebenswichtige Verbindung.
- Umwandlung zu Paracetamol: Mit Hilfe von zwei eingebauten Enzymen – einer N-Hydroxylase und einer Amidase – wandelt die Zelle das PABA schließlich in Paracetamol um.
- Nachweis: Paracetamol wurde im Zellüberstand nachgewiesen – die Menge war abhängig von der eingesetzten Plastikvorstufe.
Es ist der erste Nachweis, dass ein zentraler pharmazeutischer Wirkstoff wie Paracetamol in lebenden Zellen aus Plastikabfällen hergestellt werden kann. Die Studie zeigt ein neues Konzept für die nachhaltige Produktion von Medikamenten, unabhängig von fossilen Rohstoffen.
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