BAKTERIENENZYM ZERSETZT PET PROBLEMLOS

Plastik, wohin das Auge schaut: Kunststoff-Flaschen schwappen auf den Meereswellen, Fische und Schildkröten verenden, weil sie den Abfall für Fressbares halten. Plastik ist billig und hält sich hunderte Jahre. Das macht seine Entsorgung problematisch.

Doch es gibt in Bakterien enthaltene Enzyme, die Kunststoffe wie PET oder Polyurethan in ihre Grundbausteine zerlegen können. Diese Hydrolasen spalten die Bindungen zwischen den beiden PET-Bausteinen Terephtalsäure und Ethylenglycol und zersetzen das Plastik dadurch. Als bester Zersetzer galt bisher das Enzym LCC, das 2012 in Japan entdeckt wurde; seine Abbaufähigkeiten gelten aber als begrenzt.

Nun versuchten die Leipziger Forscher etwas Neues: Sie suchten nämlich in Komposthaufen. Denn: „Pflanzenkomposte sind der Lebensraum für thermophile Mikroorganismen, die pflanzliche Polymere wie Cutin degradieren und die daher auch wertvolle Quellen für polyesterspaltende Enzyme sein könnten“, erklärte das Team.

Sieben Gen-Signaturen entdeckten die Wissenschaftler – darunter eine, die sich als besonders vielversprechend zeigte. PHL7 taufte man dieses Enzym, und nach allerlei trickreichen Versuchsaufbauten erwies es sich: So schnell wie dieses war keines, innerhalb von 16 Stunden baute das fleißige Helferlein 90 (!) Prozent des PETs ab. Der japanische Kollege schaffte in dieser Zeit „nur“ 45 Prozent. Doppelt so aktiv ist demnach das neue Enzym, und waren 18 Stunden rum, war auch das Plastik komplett verschwunden.

Das liegt wohl an der Aminosäure Leucin, die an entscheidender Stelle in der DNA des Plastikfressers enthalten ist (bei den anderen Enzymen sitzt dort Phenylalanin). Dieser Austausch erleichtert die Bindung an das PET und könnte  somit jedenfalls zum Teil seine höhere Effektivität erklären.

Zum Beweis tätigte man ein weiteres Experiment: Eine komplette Obstschale aus PET wurde in kleine Stückchen geschnitten und in die Enzymlösung gegeben. Nach 48 Stunden hatte das Enzym seine Arbeit getan und 98,8 Prozent des Materials abgebaut. Anschließend extrahierte das Forscherteam noch die beim Abbau erzeugten Terephtalsäure-Bausteine aus der Lösung, denn daraus lässt sich neues PET herstellen.

Kein Wunder also, dass die Wissenschaftler*innen nun mit Hochdruck nach einem Industriepartner suchen, um den enzymatischen PET-Abbau mit PHL7 weiterzuentwickeln. In den kommenden zwei bis drei Jahren soll ein Prototyp entstehen, der es erlaubt, auch die Gewinnmargen dieses neuen biologischen Recyclingverfahren genauer zu beziffern. Auch eine Vorbehandlung ist schon in Arbeit: Mit der kann dann auch das recycelte PET von dem gleichen Enzym abgebaut werden. Das Beste: Das Plastik von Obstverpackungen, Folien und anderen PET-Anwendungen lässt sich jedoch jetzt schon ohne eine solche Behandlung durch PHL7 zersetzen.

Quelle: Scinexx.de