Biologisches Recycling
Wissenschaftler haben ein weiteres Enzym entdeckt, das PET zersetzen kann. Die Quelle ist ungewöhnlich: Die produzierenden Bakterien siedeln sich im menschlichen Speichel an. Das hat angeblich mit den PET-Verpackungen für Nahrungsmittel zu tun.
Enzym aus menschlichem Speichel zersetzt PET
Wie anpassungsfähig die Natur ist, lässt sich am Beispiel von Bakterien erkennen, die sich auf die Verwertung von Kunststoffen spezialisiert haben. Solche Bakterien haben über die Jahre Enzyme – sogenannten PET-Hydrolasen – entwickelt, die PET in kleinere Moleküle zerlegen können. Bislang haben Forscher sie vor allem in verschmutzen Hafenbecken oder auf Mülldeponien gefunden. In Thailand sind Wissenschaftler nun auf ein weiteres Enzym gestoßen, das eine ungewöhnliche Quelle hat: menschlicher Speichel.
„Da die Menschen viele Nahrungsmittel konsumieren, die aus PET-Verpackungen stammen, könnten sich die Mikroben im Speichel oder Darm auf die Einfuhr von Mikroplastik angepasst haben“, vermuten die Forschenden des Vidyasirimedhi Institutes of Science and Technology in Rayong und der Chulalongkorn University in Bangkok.
Ähnlichkeit mit Bakterien aus Plastikstrudel im Meer
Entdeckt wurde das MG8 genannte Enzym beim Durchkämmen einer öffentlichen Datenbank, die neben Proben aus Meerwasser auch solche aus menschlichem Speichel umfasste. MG8 wurden den Gram-negativen Bakterien zugeordnet, die sich im menschlichen Speichel ansiedeln können. Diese Bakterien ähneln wiederum denjenigen, die nahe der riesigen Plastikstrudel in den Ozeanen gefunden wurden und die ebenfalls PET-Hydrolasen entwickelt hatten.
Um zu testen, inwieweit MG8 das PET zersetzen kann, haben die Forscher das Enzym von einem kultivierbaren Bakterium produzieren lassen. Aus einer denaturierten, also nicht korrekt gefalteten Form, die aber in großen Mengen isolierbar war, gewannen sie mit Leichtigkeit eine aktive Form des Enzyms, die PET zersetzen konnte. Das seien gute Voraussetzungen für eine Kultivierung im großtechnischen Maßstab, so die Wissenschaftler, die ihre Erkenntnisse in einem Beitrag der Zeitschrift Angewandte Chemie veröffentlicht haben.
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Was das Kunststoffrecycling durch MG8 angeht, bremsen die Forscher allerdings noch. Dafür müsste MG8, ebenso wie andere PET-Hydrolasen auch, weiter optimiert werden. „Bislang können die PET-Hydrolasen das hochkristalline PET, wie es in Getränkebehältern verwendet wird, nicht zersetzen. Bis sich also eine ganze Wasserflasche in einer einfachen enzymhaltigen Waschlösung auflösen kann, sind weitere Forschungen nötig“, so die Wissenschaftler. Neben dem perspektivischen Recycling haben die Forscher für MG8 noch eine weitere Anwendung im Visier: Sie entdeckten demnach, dass MG8 nicht nur PET zerlegen kann, sondern es mit einer Modifikation auch sehr gut bindet. „Dafür tauschten sie in der Proteinsequenz im aktiven Zentrum des Enzyms die Aminosäure Serin mit einer unnatürlichen Aminosäure aus. Das modifizierte Enzym heftete sich sofort an PET-Pulver an. Damit könnte es genutzt werden, um PET-Oberflächen zum Beispiel für die Medizintechnik oder ein effektiveres Recycling zu funktionalisieren“, glauben die Forscher.
