PET-Hydrolase

Enzym des Menschen zersetzt Plastik

Robert Klatt

Auf den Punkt gebracht
  • Im Speichel des Menschen kommt Enzym vor, das den Kunststoff PET effizient in seine Grundbestandteile zersetzen kann
  • Noch ist unbekannt, welche Mikroben das Enzym produzieren und wieso diese Fähigkeit vorhanden ist
  • Eine Optimierung des Enzyms könnte das industrielle Recycling des weitverbreiteten Kunststoffs ermöglichen

Im menschlichen Speichel wurde ein Enzym entdeckt, das den Kunststoff PET effizient in seine Grundbestandteile zersetzen kann. Noch ist unbekannt, welches Bakterium das Enzym erzeugt.

Rayong (Thailand). In den letzten Jahren hat die Forschung unterschiedliche Enzyme und Bakterien entdeckt, die Plastik abbauen können. Besonders erfolgsversprechend ist ein bereits 2016 entdecktes kunststofffressendes Bakterium, das das weitverbreitete Polyethylenterephthalat (PET) mithilfe von zwei Enzymen in seine Grundbestandteile zersetzen kann. Um den Abbau des Kunststoffs effizienter zu machen, versuchen Wissenschaftler seitdem, die Enzyme zu optimieren. Parallel dazu wird auf Mülldeponien, im Abwasser und in anderen Bereichen nach weiteren Plastikfressern gesucht.

Ein Team des Vidyasirimedhi Instituts für Wissenschaft und Technologie (VISTEC) hat laut einer Publikation im Fachmagazin Angewandte Chemie nun im Speichel des Menschen ein weiteres Enzym entdeckt, das Plastik zersetzen kann. Wie die Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V. erklärt, durchsuchten die Forscher eine Datenbank für mikrobielle Genome nach Indizien für PET-abbauende Enzyme. Die Datenbank enthielt DNA-Sequenzen, die die Wissenschaft zuvor bei Analyse von Meerwasser, Speichel und anderen Substanzen erhoben hatte.

Gensequenzen enthalten Signatur einer PET-Hydrolase

Dabei entdeckte das Team um Bhumrapee Eiamthong Gene mit der Signatur einer PET-Hydrolase, also einem Enzym, das den Kunststoff PET in seine Grundbestandteile zersetzen kann. Das Enzym mit dem Namen MG8 stammt von einer Mikrobe, die im menschlichen Speichel lebt. Es ist jedoch noch unbekannt, um welches Bakterium es sich handelt. Zudem konnten die Forscher noch nicht klären, wieso ein Bakterium aus dem Speichel des Menschen über eine solche Fähigkeit verfügt. Bekannt ist bisher, dass die Bakterienspezies gram-negativ ist und starke Ähnlichkeit mit Bakterien besitzt, die zuvor in Plastikstrudeln in den Ozeanen gefunden wurden.

MG8-Gen in Bakterien verpflanzt

Anschließend verpflanzten die Forscher das MG8-Gen in Laborbakterien, um zu bestimmen, wie effizient das Enzym beim PET-Abbau ist. Die Laborbakterien produzierten daraufhin größere Mengen des Enzyms und ermöglichten dadurch die Durchführung des Experiments. Es konnte so ermittelt werden, dass das MG8-Enzym PET-Kunststoff effizient zersetzt.

„MG8 hat eine robuste Aktivität, die mehrere natürlich vorkommende und biotechnisch optimierte Hydrolasen im PET-Abbau übertrifft“, so die Autoren. Außerdem erfolgt die Enzymaktivität bei unterschiedlichen Salzgehalten und Temperaturen. Das Enzym bietet damit gute Voraussetzungen für die PET-Hydrolase und das Recycling von PET-Kunststoffen im industriellen Maßstab.

Optimierung des MG8-Gens

Um das hochkristalline PET von Getränkeflaschen ohne Vorbehandlung zersetzen zu können, muss das MG8-Gen noch optimiert werden. Laut den Wissenschaftlern sind die Chancen jedoch hoch, dass das Enzym großtechnisch für das Plastikrecycling produziert werden kann. „Die Entdeckung einer hochaktiven PET-Hydrolase aus dem menschlichen Metagenom – einer noch kaum erforschten Quelle für die Entdeckung industriell nutzbarer Enzyme – könnte die aktuellen Bemühungen zur Degradierung und Wiedernutzung von PET voranbringen“, konstatieren die Autoren.

Angewandte Chemie, doi: 10.1002/anie.202203061

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