微生物聚合物有何用途？最新研究称大肠杆菌或能用于生产可再生塑料

论文作者指出，这项研究描述的工程改造细菌系统，或能使用可再生资源生产出有理想热性能和机械性能的塑料。

该论文介绍，据估算，全球塑料生产在2022年制造了约4亿吨的塑料，其中大部分使用石油基化工工艺。与此同时，微生物生产聚合物的机制有望以更可持续的方式生产出可生物降解的替代品。已知生物体能自然合成聚合物，如DNA、RNA、纤维素和蛋白质。不过，科学家直到最近才开始聚焦用微生物合成能用于生产塑料的聚合物。

在本项研究中，论文通讯作者、韩国科学技术院Sang Yup Lee和同事合作，开发出一种能用大肠杆菌内产生的一系列酶生产聚酯酰胺(PEA)的工艺，这种工艺需要将六种氨基酸与一种或多种羟基酸结合，来制造聚合物塑料。经过进一步测试优化该工艺后，他们利用葡萄糖作为一种关键成分，在大肠杆菌内生产这种聚合物。

本次研究的相关示意图。(图片来自论文)

论文作者还研究了不同氨基酸的数量和结构如何影响PEA的产量和性能。作为概念验证，他们在一个大型生物反应器中生产了约每升55克的PEA，证实了PEA产量很容易扩大规模。他们还测试了该PEA的物理、热学和机械性能，发现其与高密度聚乙烯的性能不相上下，而高密度聚乙烯是使用最广泛的塑料之一，提示PEA或是一种可再生替代品。

论文作者总结认为，他们研究发现的这种工艺，比当前的化学方法有更多优势，如能轻松获得各种PEA，以及实现可以用作塑料的聚合物的可持续生产。

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