Optimiertes Enzym aus Leipziger Kompost revolutioniert PET-Recycling

Hintergrund

Plastikmüll ist eines der drängendsten Umweltprobleme unserer Zeit. Besonders Polyethylenterephthalat (PET), das in Getränkeflaschen, Verpackungen, Folien und Polyesterkleidung steckt, wird bisher nur unzureichend recycelt. Mechanische Verfahren liefern oft minderwertiges Rezyklat, chemische Methoden sind energieintensiv. Eine vielversprechende Alternative ist der enzymatische Abbau, bei dem spezielle Proteine die Kunststoffmoleküle in ihre Grundbausteine zerlegen. Diese können dann zu neuem, hochreinem PET zusammengesetzt werden – ein echter Kreislauf.

Was ist passiert

Forscher der Universität Leipzig haben das Enzym PHL7, das 2021 aus einer Kompostprobe des Leipziger Südfriedhofs isoliert wurde, gezielt optimiert. „Mithilfe von bioinformatischen Vorhersagen haben wir gezielte Mutationen in die Aminosäuresequenz eingebaut, die zu deutlich verbesserten Varianten führten“, erklärt Georg Künze von der Medizinischen Fakultät. Die neuen Varianten zeigen eine erhöhte Stabilität, eine höhere Aktivität und sind weniger abhängig vom Salzgehalt – sie funktionieren sogar in normalem Leitungswasser. Die Ergebnisse wurden im renommierten Fachjournal Nature Communications veröffentlicht und bereits zum Patent angemeldet.

Warum das wichtig ist

Bisher war PHL7 zwar eines der wenigen natürlichen hyperaktiven PET-abbauenden Enzyme, aber für technische Anwendungen zu instabil und zu wenig aktiv. Die Optimierung ändert das grundlegend. „Die entwickelten PHL7-Varianten sind nun echte Kandidaten für die industrielle Anwendung“, sagt Chemiker Christian Sonnendecker. Das 2025 gegründete Start-up ESTER-Biotech, ein Spin-off der Universität, plant, die Technologie in eine Pilotanlage zu überführen. Sollte sich das Verfahren als wirtschaftlich tragfähig erweisen, könnte es das Recycling von PET weltweit revolutionieren – und einen entscheidenden Beitrag zur Kreislaufwirtschaft leisten.

Ausblick

Die Leipziger Forscher arbeiten bereits an weiteren Optimierungen mit Künstlicher Intelligenz und entwickeln Enzyme für andere biologisch abbaubare Kunststoffe wie PLA und PBS. An der Universität wird seit über 20 Jahren an plastikabbauenden Enzymen geforscht – die aktuellen Erfolge zeigen, dass sich diese Langzeitinvestition auszahlt. Ob das Verfahren wirtschaftlich tragfähig ist, wird sich in den kommenden Jahren zeigen. Die Aussichten sind jedoch vielversprechend: Enzymatisches Recycling könnte die Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen reduzieren und die Umweltbelastung durch Plastikmüll drastisch senken.