Forscher haben zwei Enzyme einer plastikfressenden Mikrobe so miteinander kombiniert, dass sie PET sechsmal schneller abbauen als die Mikrobe selbst. Aus der Natur abgeleitete Enzym-Cocktails könnten künftig dabei helfen, Plastikmüll abzubauen und die Umweltbelastung durch Kunststoffe zu reduzieren.
2016 entdeckten Forscher erstmals ein plastikfressendes Bakterium: Ideonella sakaiensis. Es kann den Kunststoff PET mithilfe zweier Enzyme in seine Grundbestandteile zersetzen. Eines der beteiligten Enzyme – PETase – hat man sich zum Abbau von PET bereits zunutze gemacht. Zwar gelang es, die Abbaugeschwindigkeit des Enzyms zu verdoppeln. Im größeren Maßstab war das Verfahren aber nicht effizient genug.
Verbundene Enyzme MHTase und PETase. Bild: © University of Portsmout
Die Lösung: Enzyme im Doppelpack
Forscher des National Renewable Energy Laboratory in Colorado und des Centre for Enzyme Innovation in Portsmouth beobachteten: Während die PETase das PET in kleinere Terephtalat-Stücke zerlegt, übernimmt die MHETase – das zweiten Enzym -, den nächsten Schritt. Sie wandelt die Terephtalat-Stücke in Terephtalsäure und Ethylenglykol. Die Forscher verbanden die Enzyme physikalisch. Das Ergebnis: Die gekoppelten Enzyme bauten PET dreimal so schnell ab wie das Einzelenzym und sechsmal schneller als die Mikrobe.
Der Erfolg stimmt zuversichtlich
Die Kombination mehrerer Enzyme könnte das Recycling-Problem nicht sortenreiner Plastikabfälle lösen, deren Bestandteile sich bislang kaum trennen lassen. „Das Konzept, synthetische Polymere in gemischten Plastikabfällen mit einem fortgeschrittenen Enzym-Mix abzubauen, eröffnet spannende Möglichkeiten über das PET hinaus“, so die Forscher.