Wissen

Enzym-Kombination gegen PET-Flut Bakterien fressen Plastik schneller

imago0064353378h.jpg

PET-Flaschen sammeln sich oft als Müll in der Umwelt an und verschmutzen auch das Meer. Mithilfe bestimmter Bakterien können sie zerlegt werden.

(Foto: imago/CHROMORANGE)

Was tun gegen die Massen an Plastikmüll? Es gibt bestimmte Bakterien, die Kunststoffe zerlegen können. Forscher haben nun die dafür verantwortlichen Enzyme kombiniert und so den Abbau enorm beschleunigt - er verläuft damit doppelt so schnell.

Die Studie eines US-britischen Forscherteams weckt Hoffnung im Kampf gegen die Plastikflut: Demnach kann die Kombination zweier bakterieller Enzyme den Abbau des gängigen Kunststoffs Polyethylenterephthalat (PET) deutlich beschleunigen. Die Wissenschaftler griffen dazu auf zwei Enzyme zurück, die beim Bodenbakterium Ideonella sakaiensis vorkommen. Dieses war vor einigen Jahren bekannt geworden, weil es den Kunststoff abbauen kann. Eine spezielle Kombination der Enzyme erhöht dieses Potenzial beträchtlich, wie Gregg Beckham vom National Renewable Energy Laboratory in Golden (US-Bundesstaat Colorado) und John McGeehan von der University of Portsmouth im Fachmagazin "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS) schreiben.

ACHTUNG_Frei nur zur redaktionellen Verwendung im Zusammenhang mit der Berichterstattung über die Studie.jpg

3D-Strukturmodell des MHETase-Enzyms mit Benzoesäure im aktiven Zentrum.

(Foto: Aaron McGeehan (artist)/dpa)

PET ist einer der am häufigsten verwendeten Kunststoffe und wird etwa für Flaschen und andere Behälter, Folien und Textilfasern verwendet. Weil PET in der Natur Jahrhunderte überdauern kann, sammelt sich der Müll zunehmend in der Umwelt an. 2016 berichteten japanische Wissenschaftler über den Fund des Bakteriums I. sakaiensis in einer Recyclinganlage für Plastikflaschen. Sie erkannten damals, dass diese Bakterien PET als Nahrungsquelle nutzen können und dass die beiden Enzyme PETase und MHETase dafür verantwortlich sind.

Nun analysierte die Forschergruppe die Enzyme mit strukturellen, biochemischen und bioinformatischen Ansätzen bis ins Detail. So stellten sie etwa fest, dass die Wirkweise der PETase derjenigen von Cutinase ähnelt - einem Enzym, mit dessen Hilfe Pilze in Pflanzen eindringen. Zudem ermittelten sie die dreidimensionale Struktur der Enzyme.

Doppelt so schnell

PETase allein kann PET zerlegen, was die MHETase nicht kann. Diese vermag allerdings ein Zwischenprodukt beim Abbau von PET zu zerlegen, die Mono-(2-hydroxyethyl)-Terephthalsäure (MHET). Beide Enzyme zusammen bauen PET etwa doppelt so schnell ab wie die PETase allein.

Mehr zum Thema

"Unsere ersten Experimente haben gezeigt, dass sie tatsächlich besser zusammenarbeiten", wird McGeehan in einer Mitteilung seiner Universität zitiert. "Deshalb haben wir uns entschlossen, sie physisch zu kombinieren." Mit diesem kombinierten Doppelenzym steigerten die Forscher die Abbaugeschwindigkeit noch einmal um das Dreifache.

"Zusammengenommen bieten diese Ergebnisse Einblicke in die PET-Zerlegung durch das Zwei-Enzym-System und werden künftige Bemühungen zum biologischen Abbau und zur Abfallveredelung von gemischten Kunststoffen inspirieren", schreiben Beckham, McGeehan und Kollegen. So könnten die Enzyme in biotechnologischer Anwendung dazu beitragen, eine PET-Kreislaufwirtschaft aufzubauen.

Quelle: ntv.de, Stefan Parsch, dpa