FAST-PETase: Wissenschaftler haben ein Enzym entwickelt, das Plastikflaschen schnell abbaut

FAST-PETase: Wissenschaftler haben ein Enzym entwickelt, das Plastikflaschen schnell abbaut

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Immer mehr Menschen versuchen, ohne Plastik zu leben, aber es ist sehr schwierig, es vollständig aus dem Alltag zu verbannen. Plastikflaschen sind bequem, aber gefährlich für die Umwelt, da es Hunderte von Jahren dauern kann, bis sie sich zersetzen. Forscher der University of Texas at Austin haben jedoch ein Enzym gefunden, das die Zeit, die der Abbau von Kunststoffen benötigt, von Jahrtausenden auf Stunden verkürzt und es außerdem ermöglicht, ihn zum Recycling zu sammeln. Diese Entdeckung könnte eines der größten Umweltprobleme der Welt lösen – was mit der riesigen Menge an sich ständig ansammelndem Plastik zu tun ist.

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In einer in der Zeitschrift Nature, veröffentlichten Studie beschrieben Biologen die Entdeckung eines ultraschnellen Enzyms, das Plastik abbaut. Die enzymatische Variante funktioniert so gut, dass sie Plastik innerhalb von Stunden oder Tagen abbauen kann. Die Forschung konzentriert sich auf Polyethylenterephthalat (PET), ein Polymer, das in den meisten Verpackungen und Polyesterkleidung verwendet wird. Es macht 12 % des weltweiten Abfalls aus.

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Die Wissenschaftler nannten die Entdeckung des Enzyms FAST-PETase (funktionelle, aktive, stabile und tolerante PETase). PET besteht aus langen, fadenförmigen Molekülen, die das FAST-PETase-Enzym in kleinere Stücke zerlegt. Diese Chemikalien können dann wieder zusammengesetzt werden.

Es wird auf Basis des früheren natürlichen Enzyms PETase entwickelt, das PET-Kunststoff zersetzt. PETase wurde 2016 in einer japanischen Abfallbehandlungsanlage entdeckt. Wissenschaftler nutzten maschinelles Lernen, um 5 PETase-Mutationen zu erkennen und ein schnell wirkendes Protein zu schaffen, das die Bausteine ​​von Polyethylenterephthalat (PET) abbauen kann. Das von ihnen verwendete Modell zeigte, welche Mutationen Verbraucherkunststoffe bei niedrigen Temperaturen schnell abbauen würden. Mit diesem Wissen entwickelte das Team das FAST-PETase-Enzym.

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Röntgenkristallstruktur von FAST-PETaseс

In Tests zersetzten sich Gegenstände aus Polyethylenterephthalat-Polymer in einer Woche und in einigen Fällen in 24 Stunden. Das sind Produkte, die sich unter natürlichen Bedingungen im Laufe der Jahrhunderte zersetzen.

Dies lässt hoffen, das Problem der globalen Umweltverschmutzung durch großflächiges Recycling zu lösen. Das Enzym wird es großen Unternehmen ermöglichen, ihre Umweltauswirkungen durch die Rückgewinnung und Wiederverwendung von Kunststoff auf molekularer Ebene zu reduzieren.

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