Plastik-essendes Enzym hält Versprechen im Kampf gegen Verschmutzung

Elektronenmikroskopische Aufnahme von enzymabbauendem PET-Kunststoff (Bild: Dennis Schroeder / NREL)

Wissenschaftler in Großbritannien und den Vereinigten Staaten sagen, sie hätten ein kunststofffressendes Enzym entwickelt, das in Zukunft im Kampf gegen die Umweltverschmutzung helfen könnte.

Das Enzym kann Polyethylenterephthalat oder PET - eine in den 1940er Jahren patentierte und heute in Millionen Tonnen Plastikflaschen verwendete Form von Kunststoff - verdauen. PET-Kunststoffe können Hunderte von Jahren in der Umwelt bestehen und belasten derzeit große Land- und Seegebiete weltweit.

Forscher der britischen Universität Portsmouth und des nationalen Forschungslabors für erneuerbare Energien des US-Energieministeriums haben die Entdeckung gemacht, indem sie die Struktur eines natürlichen Enzyms untersucht haben, das sich in einem Abfallrecyclingzentrum in Japan entwickelt haben soll.

Die Forscher fanden heraus, dass dieses Enzym einem Bakterium hilft, PET-Kunststoff abzubauen oder zu verdauen, und beschlossen daher, seine Struktur durch Hinzufügen einiger Aminosäuren zu optimieren, sagte John McGeehan, ein Professor in Portsmouth, der die Arbeit mitführte.

Dies führte zu einer zufälligen Veränderung der Enzym-Aktivitäten - was es ermöglicht, dass die Plastik-Ess-Fähigkeiten schneller arbeiten.

"Wir haben eine verbesserte Version des Enzyms bereits besser gemacht als die natürliche", sagte McGeehan gegenüber Reuters in einem Interview. "Das ist wirklich aufregend, denn das bedeutet, dass es Potenzial gibt, das Enzym noch weiter zu optimieren."

Das Team, dessen Ergebnisse am Montag in der Zeitschrift "Proceedings of the National Academy of Sciences" veröffentlicht wurden, arbeitet nun daran, das Enzym weiter zu verbessern, um zu sehen, ob es in der Lage ist, PET-Kunststoffe im industriellen Maßstab zu zersetzen.

"Es ist durchaus möglich, dass wir in den nächsten Jahren ein industriell durchführbares Verfahren sehen, PET und möglicherweise andere (Kunststoffe) wieder in ihre ursprünglichen Bausteine ​​zurückzuverwandeln, damit sie nachhaltig recycelt werden können", sagte McGeehan.

"Starkes Potenzial"
Unabhängige Wissenschaftler, die nicht direkt an der Forschung beteiligt waren, sagten, es sei aufregend, warnten aber, dass die Entwicklung des Enzyms als mögliche Lösung für die Verschmutzung noch in einem frühen Stadium sei.

"Enzyme sind ungiftig, biologisch abbaubar und können in großen Mengen von Mikroorganismen produziert werden", sagt Oliver Jones, Chemieexperte der Universität Melbourne. "Es gibt ein großes Potenzial, die Enzymtechnologie einzusetzen, um das wachsende Abfallproblem der Gesellschaft zu lösen, indem einige der am häufigsten verwendeten Kunststoffe abgebaut werden."

Douglas Kell, Professor für bioanalytische Wissenschaft an der Universität Manchester, sagte, weitere Arbeitsschritte "sollten erwartet werden, das Enzym noch weiter zu verbessern".

"Insgesamt bringt dieser Fortschritt das Ziel nachhaltig recyclebarer Polymere deutlich näher", fügte er hinzu.


(Berichterstattung von Kate Kelland und Stuart McDill Editing von Gareth Jones)