含氟的天然有機(jī)化合物很少見，因為生物體 - 除少數(shù)例外 - 不會產(chǎn)生它們。美國科學(xué)家現(xiàn)在已經(jīng)基因工程改造了一種用于有機(jī)氟代謝的微生物宿主，使其能夠生產(chǎn)一種被稱為二酮的氟化中間體。據(jù)Angewandte Chemie雜志報道，該二酮化合物可用作體內(nèi)氟化生物塑料生產(chǎn)的單體。

與自然不同，化學(xué)家經(jīng)常使用氟。用于平底鍋和防水Gore-Tex夾克的聚四氟乙烯涂層，基于聚四氟乙烯，立即浮現(xiàn)在腦海中。氟還存在于許多農(nóng)用化學(xué)品中，約20-30%的現(xiàn)代藥物，從抗瘧藥和細(xì)胞抑制藥到吸入麻醉藥，血液替代品和液體通氣劑。有機(jī)氟分子也用于顯示器的液晶，以及臭氧友好的制冷劑和推進(jìn)劑。

考慮到生命系統(tǒng)生產(chǎn)高度復(fù)雜的化合物的潛力，研究人員與加州大學(xué)伯克利分校(美國)的Michelle CY Chang合作，旨在操縱細(xì)胞中的生物合成機(jī)器，使用簡單的氟化結(jié)構(gòu)單元制造新的有機(jī)氟靶分子。

為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，他們將編碼來自多種其他微生物的三種特別有效的酶的基因引入細(xì)菌大腸桿菌中，以構(gòu)建二酮化合物生物合成途徑。這些酶能夠使用其正常底物的含氟衍生物。此外，還有必要引入一種轉(zhuǎn)運蛋白的基因，該基因?qū)⒑狨?作為含氟原料)帶入細(xì)胞。酶允許細(xì)胞使用生物合成途徑制備氟代丙二酰輔酶A并以高產(chǎn)率將其轉(zhuǎn)化為2-氟 - (R)-3-羥基丁酸酯二酮。

研究人員介紹了另一種基因，這種基因可被許多細(xì)菌用來制造聚羥基鏈烷酸酯(PHAs)，后者是用于儲存碳和能量的聚酯。可生物降解的PHA用于生物塑料的生產(chǎn)，用于食品包裝和醫(yī)療植入物等應(yīng)用。這種新的基因工程微生物將氟化雙酮化合物摻入到它們生產(chǎn)的PHA中，產(chǎn)生含有5-15%氟化單體的聚合物。氟化生物塑料比無氟PHA脆弱。氟化單體的受控?fù)饺肟梢栽试S有針對性地改變生物塑料的性質(zhì)。