Kunststoffen als plastic bedreigen het milieu op aarde. Volgens het WereldNatuurFonds komt er jaarlijks alleen al meer dan 8 miljoen ton plastic afval in zee terecht. En je bent er niet zomaar vanaf. Een plastic zak bijvoorbeeld vergaat pas na ongeveer tien tot twintig jaar. Een PET-fles kan vermoedelijk wel 450 jaar oud worden.
Enkele jaren geleden ontwikkelden wetenschappers van de Universiteit Portsmouth en het National Renewable Energy Laboratory in Colorado het enzym PETase, dat PET twintig keer sneller kan ontbinden dan in de natuur. Het breekt polyethyleentereftalaat (PET) weer af tot zijn bouwstenen. Dezelfde onderzoekers hebben dit enzym nu ontwikkeld tot een ‘enzymencocktail’ die plastic tot zes keer sneller kan verteren.
Als twee Pac-mannetjes
Het team (professor John McGeehan, directeur van het Centre for Enzyme Innovation (CEI) van de Universiteit van Portsmouth, en Dr. Gregg Beckham, Senior Research Fellow bij het National Renewable Energy Laboratory (NREL) in de VS) combineerden PETase en een enzym met de naam MHETase. Het resultaat was dat PET twee keer zo snel werd afgebroken. Door een link te leggen tussen de twee enzymen om een “super-enzym” te vormen, konden de onderzoekers de snelheid zelfs verzesvoudigen.
“Gregg en ik hadden het erover hoe PETase het oppervlak van kunststoffen aantast en MHETase de dingen verder afbreekt,” zegt professor John McGeehan. “Zo ontstond de gedachte om te zien of we ze konden combineren. Onze eerste experimenten toonden aan dat ze het beste werkten als ze fysiek werden verbonden. Net als twee Pac-mannetjes die met elkaar verbonden zijn door een stukje touw.”
Oneindig hergebruik van kunststoffen
Zowel PETase als de nieuwe combinatie MHETase-PETase verteert PET-kunststof en breekt het af tot zijn oorspronkelijke bouwstenen. Hierdoor kan plastic oneindig worden gerecycled. Dat vermindert de plasticvervuiling aanzienlijk. Bovendien vermindert dit hergebruik van kunststoffen ook nog eens de hoeveelheid broeikasgassen die bijdragen aan de opwarming van de aarde. Daarnaast kan men met minder fossiele grondstoffen toe, zoals olie en gas, zo melden de onderzoekers.
Professor McGeehan gebruikte een microscoop die sterk genoeg is om individuele atomen te detecteren: de Diamond Light Source in Oxfordshire. Dat is een deeltjesversneller die gebruik maakt van intense röntgenstraling die 10 miljard keer helderder is dan die van de Zon. Zo zijn de wetenschappers erin geslaagd de 3D-structuur van het MHETase-enzym te ontrafelen en kregen ze de moleculaire blauwdrukken om een sneller enzymsysteem te kunnen ontwikkelen.
Voor het onderzoek werden structurele, computerondersteunde, biochemische en bio-informaticabenaderingen gecombineerd “om moleculaire inzichten te verkrijgen in de structuur en functie van het enzym”, benadrukken de wetenschappers. “Het onderzoek was een enorme teaminspanning van alle deelnemende wetenschappers.”
De studie werd gepubliceerd in het tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
