Wetenschappers lieten zich inspireren door Pac-Man en bedachten een plasticetende "cocktail", die kan helpen plastic afval te elimineren.
Het bestaat uit twee enzymen - PETase en MHETase - geproduceerd door de bacterie Ideonella sakaiensis die zich voedt met plastic flessen.
In tegenstelling tot natuurlijke afbraak, die honderden jaren duurt, kan dit super-enzym plastic binnen een paar dagen omzetten in zijn oorspronkelijke "componenten".
Deze twee enzymen werken samen, zoals "twee Pac-Man verbonden door een touwtje" kauwen op een snackbal.
Dit nieuwe super-enzym verteert plastic 6 keer sneller dan het originele PETase-enzym dat in 2018 werd ontdekt.
Het doelwit is polyethyleentereftalaat (PET), de meest voorkomende thermoplast die wordt gebruikt voor het maken van wegwerpflesjes voor drank, kleding en tapijten, die meestal honderden jaren nodig hebben om in het milieu te ontbinden.
Professor John McGeehan van de Universiteit van Portsmouth vertelde het persbureau PA dat we deze basisbronnen momenteel verkrijgen uit fossiele bronnen zoals olie en aardgas. Dit is inderdaad onhoudbaar.
"Maar als we enzymen kunnen toevoegen aan afvalplastic, kunnen we het binnen een paar dagen afbreken."
In 2018 ontdekten professor McGeehan en zijn team een aangepaste versie van een enzym genaamd PETase dat plastic in slechts een paar dagen kan afbreken.
In hun nieuwe studie mengde het onderzoeksteam PETase met een ander enzym genaamd MHETase en ontdekte dat "de verteerbaarheid van plastic flessen bijna is verdubbeld".
Vervolgens gebruikten de onderzoekers genetische manipulatie om deze twee enzymen in het laboratorium met elkaar te verbinden, net zoals 'twee Pac-Man's met een touw verbinden'.
"PETase zal het oppervlak van het plastic eroderen en MHETase zal verder snijden, dus kijk of we ze samen kunnen gebruiken om de situatie in de natuur te imiteren, het lijkt natuurlijk." Professor McGeehan zei.
"Ons eerste experiment toonde aan dat ze beter samenwerken, dus hebben we besloten om ze met elkaar te verbinden."
"We zijn erg blij om te zien dat ons nieuwe chimere enzym drie keer sneller is dan het natuurlijk geëvolueerde isolaat-enzym, wat nieuwe wegen opent voor verdere verbeteringen."
Professor McGeehan gebruikte ook de Diamond Light Source, een synchrotron in Oxfordshire. Het gebruikt een krachtige röntgenfoto die 10 miljard keer helderder is dan de zon als een microscoop, die sterk genoeg is om individuele atomen te zien.
Hierdoor kon het onderzoeksteam de driedimensionale structuur van het MHETase-enzym bepalen en hen een moleculaire blauwdruk geven om te beginnen met het ontwerpen van een sneller enzymsysteem.
Naast PET kan dit super-enzym ook worden gebruikt voor PEF (polyethyleenfuranaat), een op suiker gebaseerde bioplastic die wordt gebruikt voor bierflesjes, hoewel het andere soorten kunststoffen niet kan afbreken.
Het team zoekt momenteel naar manieren om het afbraakproces verder te versnellen zodat de technologie voor commerciële doeleinden kan worden ingezet.
"Hoe sneller we enzymen maken, hoe sneller we plastic afbreken en hoe hoger de commerciële levensvatbaarheid", aldus professor McGeehan.
Dit onderzoek is gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences.
