Neues Enzym hilft beim Abbau von Plastik und ist dank seiner Eigenschaften besonders effizient.
Die lange Haltbarkeit von Plastik stellt ein großes Problem für die Umwelt, insbesondere in den Weltmeeren, dar. Doch Plastik ist nicht gleich Plastik. Tatsächlich gibt es mehr als 200 Kunststoffarten. Bisher gibt es jedoch nur eine Sorte von Plastik, die sich erfolgreich recyceln lässt: Polyethylenterephthalat, kurz PET.
Doch selbst hier steht die Forschung noch recht weit am Anfang. Eine Forschungsgruppe der Universitäten Kiel, Hamburg und Düsseldorf hat über fünf Jahre hinweg über 10.000 Enzyme, eine besondere Klasse von Eiweißstoffen, untersucht. Ziel der Studie war es, Enzyme zu identifizieren, die bei der Zersetzung von Plastik helfen können. Die Wissenschaftler:innen sind fündig geworden.
Enzym zeigt hohe Effizienz
Das von den Forscher:innen entdeckte Enzym PET46 entstammt Urzeitbakterien aus der venezolanischen Tiefsee. Neben PET46 gibt es 80 weitere Biokatalysatoren, die bei der Zersetzung von Plastik eingesetzt werden können. Biokatalysatoren sind Enzyme, die als Prozessbeschleuniger gelten, ohne dass sie selbst in diesem Prozess verbraucht werden.
„Das Ziel unserer Forschung ist es, neue Enzyme zu finden, die am Ende industriell PET recyceln können“
Dr. Pablo Perez-Garcia, Mikrobiologe der Universität Hamburg
PET46 besitzt Eigenschaften, die für die Zersetzung von PET besonders vorteilhaft sind und ist damit effizienter als andere Enzyme. In der Tiefsee vor Venezuela treffen zwei Erdplatten aufeinander und erhitzen das Wasser. PET46 arbeitet deshalb optimal bei Temperaturen um 70 Grad Celsius. Die Hitze wiederum erleichtert den Zersetzungsvorgang des PET, da Plastik bei diesen Temperaturen beginnt zu schmelzen und die Strukturen so deutlich leichter aufgebrochen werden können.
Die Bedingungen ermöglichen es dem Enzym, eine Plastikflasche innerhalb von wenigen Tagen zu zersetzen. Die Idee ist, das Enzym in Zukunft industriell herzustellen und für das Recycling einzusetzen.
Auf der Suche nach einer Lösung gegen Mikroplastik
Die besonderen Eigenschaften von PET – nämlich, dass es zersetzt und vollständig wiederverwertet werden kann – treffen bisher nur auf sechs Prozent des weltweiten Plastikverbrauchs zu. Zurzeit ist es beispielsweise nicht möglich, Meeresplastik zu recyceln, da PET im Meer nicht vom Rest des Plastiks getrennt werden kann. Das große Ziel des Forschungsteams ist es, Mikroplastik im Meer abbauen zu können. Dafür müssten laut den Wissenschaftler:innen mehrere Enzyme zusammenwirken. Das Enzym PET46 könnte in Zukunft eine wichtige Rolle in diesem komplexen Prozess spielen.
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