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Ein Enzym mit doppeltem Talent

Plastik in der Umwelt wird schnell von Bakterien und anderen Mikroorganismen besiedelt. Das bedeutet allerdings noch lange nicht, dass sie das Material auch abbauen können. Dafür müssen die langen Polymerketten zunächst enzymatisch in kleinere Bausteine zerlegt werden.

Forschende der Universität Konstanz haben nun in Waldboden ein Enzym entdeckt, das genau das bei bestimmten Polyestern kann und noch eine zweite, ziemlich interessante Fähigkeit besitzt.

Ausgangspunkt waren neuartige langkettige Polyester, sogenannte LCAPs. Die Forschenden gaben sie zu Waldboden und untersuchten über Monate, welche Mikroorganismen sich dabei anreicherten und welche Gene bei ihnen besonders häufig auftraten.

Unter mehr als 2.600 möglichen Genen für plastikabbauende Enzyme stießen sie auf einen auffälligen Kandidaten. Das daraus gebildete Enzym LCPH1 besitzt ein ungewöhnlich weit geöffnetes aktives Zentrum, das im Strukturmodell ein wenig an Pac-Man erinnert.

Im Labor bestätigte sich seine Funktion. LCPH1 spaltete die untersuchten Polyester tatsächlich in ihre kleineren Bausteine. Gleichzeitig konnte es aber auch β-Lactam-Antibiotika wie Penicillin und Ampicillin zerlegen und damit unwirksam machen.

Besonders interessant ist außerdem, dass das Enzym vermutlich an der äußeren Membran des Bakteriums verankert ist. Dadurch könnte der Kunststoff direkt an der Zelloberfläche zerlegt werden, sodass die entstehenden Bausteine anschließend schnell aufgenommen werden können.

Die Entdeckung zeigt damit nicht nur einen möglichen Weg, wie sich Bakterien an synthetische Polyester als neue Nahrungsquelle anpassen könnten. Die Doppelfunktion verbindet zugleich zwei Forschungsfelder miteinander.

Denn ein Enzym, das sowohl Polyester als auch Antibiotika spaltet, könnte langfristig auch helfen zu verstehen, warum Gene für Antibiotikaresistenzen auf plastikbesiedelten Oberflächen besonders häufig vorkommen.

Das wäre ein wirklich spannender evolutionärer Zusammenhang. Ob er tatsächlich besteht, ist allerdings noch offen und muss weiter untersucht werden.

Quelle
Lerner et al., 2026, The ISME Journal

doi.org/10.1093/…