Menselijk speeksel kan een enzym bevatten dat het plastic polyethyleentereftalaat (PET) kan afbreken. Onderzoekers vonden het veelbelovende enzym, een hydrolase, in een database met menselijke metagenoommonsters. Zoals ze rapporteren in het tijdschrift Angewandte Chemie International Edition , presteert deze nieuw ontdekte hydrolase beter dan veel andere bekende bacteriële PET-hydrolasen. Het kan worden geproduceerd met behulp van biotechnologische methoden en kan worden gebruikt voor kunststofrecycling of voor het functionaliseren van kunststoffen, voegen de auteurs toe.

Stortplaatsen en havens staan ​​bekend als bijzonder veelbelovende locaties voor het vinden van bacteriën die zich hebben aangepast om plastic te consumeren of er gebruik van te maken. Deze bacteriën hebben enzymen ontwikkeld, bekend als PET-hydrolasen, die PET kunnen afbreken in kleinere moleculen. Chayasith Uttamapinant van het Vidyasirimedhi Institute of Science and Technology (VISTEC) in Rayong, Thailand, en Worawan Bhanthumnavin van de Chulalongkorn University, Bangkok, Thailand, en collega's, hebben nu het eerste enzym ontdekt dat PET afbreekt uit een meer verrassende bron:het genoom van microbiële gemeenschappen in menselijk speeksel.

De onderzoekers geloven dat, omdat mensen enorme hoeveelheden voedsel consumeren dat is verpakt met PET, microben in het speeksel of het maagdarmkanaal mogelijk zijn geëvolueerd om microplastics te verteren. Het team ontdekte de nieuwe hydrolase, die ze MG8 noemden, terwijl ze een openbare metagenoomdatabase doorzochten met monsters van zeewater en menselijk speeksel, en konden de waarschijnlijke bron van het enzym toeschrijven aan Gram-negatieve bacteriën die zich in menselijk speeksel kunnen bevinden. Deze bacteriën zijn vergelijkbaar met stammen die worden gevonden in de buurt van de "Pacific trash vortex", die ook zijn geëvolueerd om PET-hydrolasen te produceren.

Ze hadden eerst voldoende materiaal nodig om hun experimenten uit te voeren, en daarom hebben ze een bacterie aangepast die in laboratoria kan worden gekweekt om het enzym te produceren. Ze wonnen gemakkelijk een actieve vorm van het enzym, die PET kan afbreken, uit een gedenatureerde vorm die in grote hoeveelheden kan worden geïsoleerd. De onderzoekers benadrukken dat dit veelbelovend is voor opschaling in de toekomst.

Afgezien van de vooruitzichten voor schaalbaarheid van recycling, voorziet het team ook een ander gebruik van MG8. Ze ontdekten dat het PET niet alleen gemakkelijk kan afbreken, maar met een kleine aanpassing er ook zeer effectief aan kan binden. Om dit te bereiken, wijzigden ze de eiwitsequentie door een van de natuurlijk voorkomende aminozuren (serine) op de actieve plaats te vervangen door een onnatuurlijk aminozuur, DAP. Het gemodificeerde enzym hechtte onmiddellijk aan PET-poeder. Dit kan worden gebruikt als een middel om PET-oppervlakken te functionaliseren, de veelzijdigheid van PET in bijvoorbeeld medische hulpmiddelen te vergroten en de veelzijdigheid van gerecycled PET te vergroten.

Ondanks de belofte van MG8 op het gebied van kunststofrecycling en -functionalisatie, erkent het team dat MG8, net als andere PET-hydrolasen, nog wat werk nodig heeft. Vooralsnog kunnen PET-kunststoffen van consumentenkwaliteit met een hoge kristalliniteit niet worden afgebroken met dit hydrolase. Daarom zal verder onderzoek nodig zijn om het stadium te bereiken waarin een hele plastic waterfles kan worden opgelost in een eenvoudige oplossing die het enzym bevat. + Verder verkennen

Enzym breekt PET-plastic in recordtijd af