Onderzoekers verbeteren per ongeluk plastic-etend enzym

Bij een Japanse vuilstort werd vorig jaar een bacterie ontdekt die plastic kan eten, dankzij een bijzonder enzym. Een groep Engelse en Amerikaanse wetenschappers die dit plastic-etende enzym onderzocht, bracht voor dit onderzoek veranderingen aan. Tot hun verrassing verteerde het enzym met de veranderingen plastic nog beter.

Het enzym verwerkt polyethyleentereftalaat (pet), bekend van de plastic frisdrankflessen. Normaal gesproken duurt het honderden jaren voordat dit plastic in de natuur is afgebroken. Het enzym zou volgens de onderzoekers een oplossing kunnen zijn voor het wereldwijde overschot aan plastic afval.

Knagen aan plastic

Ruim een jaar geleden ontdekten Japanse onderzoekers de staafvormige bacterie Ideonella sakaiensis die gaatjes in een stukje pet-plastic bleek te knagen. De bacterie bleek zich in relatief korte tijd gespecialiseerd te hebben in het verteren van dit plastic. Hiervoor gebruikt het het enzym PETase dat pet opknipt in kleinere stukjes. Die stukjes worden door een ander enzym van de bacterie verder opgeknipt en uiteindelijk gebruikt als brandstof.

De bacterie at alleen niet echt door. Het duurt ongeveer zes weken om een stukje pet ter grootte van een duimnagel te verwerken. Maar dat is al een stuk sneller dan de honderden jaren die er anders voor staan. Verschillende onderzoekers zoeken sinds de ontdekking naar een manier om het enzym (op een kunstmatige manier) op grote schaal te produceren.

Toevallige ontdekking

De Engelse en Amerikaanse onderzoekers analyseerden de structuur van PETase met een röntgenmeting om te begrijpen hoe het plastic-etende enzym werkt. Vervolgens maakten ze een aantal varianten van het enzym die ze vergeleken met de natuurlijke versie. Tot hun verrassing bleek een van die varianten, die twee mutaties bevatte, een verbeterde versie van PETase. Deze variant lijkt, meer dan de natuurlijke, op cutinase, een enzym dat geproduceerd wordt door plantenschimmels. Cutinase breekt het vettige laagje af dat planten beschermt tegen uitdroging. De verbetering voor de mutaties is gering, maar de onderzoekers hebben goede hoop dat ze dit nog verder kunnen opschroeven.

‘Deze onverwachte ontdekking suggereert dat er is ruimte is om dit enzym te verbeteren’, zegt John McGeehan, hoogleraar structurele biologie aan de University of Portsmouth. ‘Dat brengt ons dichter bij een oplossing om de groeiende berg afvalplastic te recyclen.’ Het enzym breekt pet namelijk op in bouwstenen waarvan waarschijnlijk nieuw plastic gemaakt kan worden.

Maar dé oplossing voor het plastic-overschot is het enzym niet. Daarvoor is er voorlopig te veel plastic. Bovendien kan het enzym enkel pet afbreken. Pet is slechts één van alle verschillende soorten plastic die wij produceren. Ten slotte bevindt veel van het plastic zich in zee, de bekende plasticsoep. Om dat aan te pakken zou het enzym ook moeten kunnen overleven in zout zeewater.

Mis niet langer het laatste wetenschapsnieuws en meld je nu gratis aan voor de nieuwsbrief van New Scientist.

Lees verder:

Over de auteur

Dorine Schenk

Dorine Schenk is freelance wetenschapsjournalist voor o.a. NRC en New Scientist. Ze studeerde (astro-)deeltjesfysica aan de Universiteit van Amsterdam. Daarnaast houdt ze van hardlopen. Volg haar op Twitter via @dorineschenk.



1 Reactie

  • Rudy

    | Beantwoorden

    Geachte, er blijken ook petroleum etende bacteriën bestaan. Een heel schip ruwe “crude” kunnen zij op korte tijd om tot een soort poeder omzetten. Men zou een soort pesticide toevoegen om het probleem te voorkomen. Misschien de moeite waard om eens op te zoeken voor een wetenschappelijk kijk.

Plaats een reactie