Kunststoff zersetzendes Enzym entwickelt

An der Universität von Texas in Austin wurde eine Enzymvariante entwickelt, die Kunststoffe in wenigen Tagen abbauen kann. Damit scheint eine Lösung für eines der größten Umweltprobleme dieser Zeit in greifbare Nähe gerückt, die Rückführung der riesigen Abfallberge aus Kunststoffen in die Kreisläufe.

Enzym PETase ermöglicht Bakterien den Abbau von PET-Flaschen

Wissenschaftler der Universität Austin in Texas haben ein natürliches Enzym auf eine Art und Weise modifiziert, dass Bakterien Kunststoffe in kürzester Zeit abbauen können. In dem Projekt hat man sich vor allem mit dem Massenkunststoff Polyethylenterephthalat (PET) beschäftigt, aus dem beispielsweise Getränkeflaschen, Obst- und Salatverpackungen sowie bestimmte Fasern und Textilien hergestellt werden.

Mit der Enzymvariante war man in der Lage, einen vollständigen Kreislaufprozess zu vollziehen. Die PET-Kunststoffe wurden zunächst in ihre kleinsten Bestandteile zerlegt (Depolymerisation). Anschließend ließen sich die Monomere chemisch wieder zusammensetzen (Repolymerisation).

Die Enzym-Mutation tauften die Wissenschaftler auf den Namen „FAST-PETase“. Denn das Enzym ist in der Wissenschaft bereits seit einigen Jahren bekannt. „FAST“ steht in dem Zusammenhang für die Begriffen „functional, active, stable, and tolerant“.

Über maschinelles Lernen konnte die Forschergruppe die besondere Effizienz des Enzyms hervorrufen. Die Wirksamkeit wurde jüngst im Forschungsmagazin Nature dokumentiert.

„Die Möglichkeiten sind branchenübergreifend endlos, um diesen hochmodernen Recyclingprozess zu nutzen“, beschreibt Hal Alper, Professor am McKetta Department of Chemical Engineering an der UT Austin die Anwendungspotenziale der Entwicklung. „Durch Enzymansätze können wir uns eine echte Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe vorstellen.“

Weltweit werden weniger als 10% der Kunststoffabfälle recycelt. Andere Entsorgungsmethoden sind die Verbrennung bzw. die Entsorgung auf einer Mülldeponie. Das chemische Recycling durch Pyrolyse ist besonders energieintensiv.

Beim Kunststoffrecycling durch Enzyme würde nicht nur sehr viel weniger Energie benötigt werden, es würden auch die Gefahren für die Umwelt deutlich reduziert. Das besondere bei der neuen Enzymvariante ist, dass der Vorgang bei weniger als 50 °C durchgeführt werden kann.

Vollständiger Forschungsbericht: www.nature.com/articles/s41586-022-04599-z