Ein Team der Australian National University (ANU) hat eine Methode entwickelt, mit der sich plastikabbauende Enzyme durch die gezielte Veränderung eines einzigen Atoms leistungsfähiger machen lassen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie International Edition veröffentlicht.
Laut Studie steigert der minimale Eingriff die Effizienz der Enzyme beim Abbau von Kunststoffen, ohne deren Stabilität zu beeinträchtigen. Damit adressiert der Ansatz ein klassisches Problem des Enzym-Engineerings: Verbesserungen der katalytischen Aktivität gehen häufig auf Kosten der Proteinstruktur und Robustheit – etwa bei den erhöhten Temperaturen, die im industriellen Einsatz gefordert sind.
Plastikabbauende Enzyme gelten als zentraler Baustein des enzymatischen Recyclings. Sie spalten etwa PET (Polyethylenterephthalat) hydrolytisch an seinen Esterbindungen in die Monomere Terephthalsäure ($\mathrm{C_8H_6O_4}$) und Ethylenglykol ($\mathrm{C_2H_6O_2}$), die anschließend wieder zu hochwertigem Neu-Kunststoff aufgebaut werden können. Im Vergleich zu chemischen Recyclingverfahren verläuft diese Biokatalyse unter milden Bedingungen und energiesparend.
Die Ein-Atom-Strategie der ANU zeigt nun, dass bereits kleinste gezielte chemische Veränderungen an einem Enzym ausreichen können, um dessen katalytische Leistung zu steigern. Solche optimierten Biokatalysatoren könnten künftig helfen, Kunststoffabfälle wie PET-Flaschen im großen Maßstab enzymatisch zu verwerten und so die Kreislaufwirtschaft nachhaltig zu stärken.
Hintergrund: Die PETase, ein 2016 im Bakterium Ideonella sakaiensis entdecktes Enzym, baut PET natürlich ab und ist Ausgangspunkt zahlreicher Optimierungen per gerichteter Mutagenese, bei denen Aktivität und Stabilität meist im Zielkonflikt stehen.
Entitäten: petase | stoff pet | stoff enzymatisches recycling | konzept gerichtete mutagenese | methode esterhydrolyse | reaktion kunststoffabbau | reaktion australian national university | person ideonella sakaiensis | person
📄 Quelle
📄 Original-Publikation 📄 Original-Publikation
🧪 Verwandte Rechner
Mit diesen interaktiven Werkzeugen können Sie das Thema vertiefen: