Bactéria *E. coli* é modificada para converter resíduos plásticos em paracetamol

Um estudo publicado recentemente na revista Nature Chemistry representa uma combinação notável entre engenharia genética, química e consciência ambiental. Em uma experiência singular, cientistas empregaram uma bactéria para converter plástico de garrafas PET em paracetamol.

A proeza foi alcançada por cientistas da Universidade de Edimburgo, na Escócia, utilizando a *Escherichia coli*, uma das bactérias mais empregadas em experimentos científicos, que se encontra no solo, na água, em resíduos orgânicos e até mesmo na microbiota intestinal.

É a primeira vez na história que cientistas conseguiram realizar uma reação química sofisticada – no caso, o “rearranjo de Lossen” – não em um tubo de ensaio, como normalmente acontece, mas sim dentro da bactéria *E. coli*, e sem matar ou prejudicar a célula.

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Tradicionalmente, o rearranjo de Lossen é uma transformação química que normalmente ocorre em laboratório, com solventes, calor ou catalisadores, e, sobretudo, fora de sistemas vivos. Isso se deve ao fato de que os materiais envolvidos (como bases fortes, reagentes e solventes orgânicos) são perigosos para células.

Atualmente, a maioria dos medicamentos, incluindo o paracetamol, é produzida a partir de derivados do petróleo como matéria-prima. Utilizar lixo plástico como matéria-prima representa uma solução ambientalmente vantajosa, ao diminuir a dependência do petróleo e transformar um poluente em medicamento popular.

Como os pesquisadores empregaram bactérias para a produção de paracetamol?

Os cientistas desenvolveram, como teste experimental em ambiente intracelular, uma linhagem de *E. coli* geneticamente modificada para não produzir PABA (Ácido para-aminobenzoico). Essa substância é essencial para o crescimento da bactéria, sendo um dos componentes do ácido fólico.

Isso gera um dilema, pois, após a modificação, a bactéria só cresce se receber PABA do meio externo ou se for capaz de produzi-lo de outra forma. É aí que entra em ação a reação de Lossen utilizada no estudo. Ao fornecerem à cultura, um substrato desse processo, os autores reativaram o crescimento das bactérias.

O substrato é um O-acil hidroxamato – é um composto com nitrogênio e oxigênio ligados a uma cadeia acilada, que pode ser transformado em isocianato e, posteriormente, em amina aromática, como o PABA. Contudo, a inovação não parou aí.

Os autores transformaram as bactérias em pequenas fábricas celulares. Utilizaram um componente das garrafas PET, o ácido tereftálico, e o converteram em compostos que foram absorvidos pelas bactérias *Escherichia coli*. Dentro delas, ocorreram duas etapas fundamentais.

A primeira envolveu a reorganização de Lossen, uma reação química não natural, que gerou PABA a partir do derivado do plástico. A segunda foi uma rota biossintética enzimática, desenvolvida por meio de engenharia genética, que transformou o PABA em paracetamol.

Implicações do uso da engenharia genética em processos industriais

O processo desenvolvido pelos cientistas demonstrou ser notavelmente eficiente e também ambientalmente benéfico. De todas as moléculas de PABA que participaram do processo, 92% foram transformadas em paracetamol em apenas dois dias, um tempo considerado rápido para essa reação.

A eficiência permaneceu elevada, mesmo quando o processo iniciou-se a partir do resíduo plástico, e não apenas com o PABA puro. O método opera em temperatura ambiente e as bactérias realizam todo o trabalho de forma autônoma, sem a necessidade de reatores industriais ou produtos químicos nocivos.

Essa “química verde” também resulta em menor gasto de energia (devido à ausência de aquecimento/pressurização). Sem queima de combustíveis, diminuem-se também as emissões de CO². Economicamente, o sistema é mais barato de operar e mais seguro, pois não há manipulação de substâncias tóxicas.

A metodologia apresentada demonstra viabilidade em termos de produtividade e sustentabilidade, sugerindo aplicações em grande escala no futuro próximo, incluindo a fabricação de medicamentos e a conversão de resíduos em bioprodutos.

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Fonte por: CNN Brasil