Neues Enzym verwandelt Abfall in Wertstoffe

Wissenschaftler am National Renewable Energy Laboratory.

Bild: nrel.gov

Mit Cytochrome-P450-Enzymen lässt sich Lignin, der "Klebstoff", der Zellstofffasern miteinander verbindet, sodass hartes Holz entsteht, in Wertstoffe umwandeln. Nylonfasern sind möglich, Kunststoffe und unterschiedliche Chemikalien. Lignin wird bei der Papierherstellung entfernt, sodass die Fasern frei werden und sich zu Papierblättern formen lassen. Der weitaus größte Teil des Lignins wird heute einfach verbrannt.

Gruppe "N" mit Potenzial

Ein internationales Forscher-Team, geleitet von Wissenschaftlern des National Renewable Energy Laboratory (NREL), hat die Entdeckung gemacht. Cytochrome gehören zu den verbreitetsten Enzymen, die auf der Erde vorkommen. Sie finden sich in nahezu allen Lebewesen, auch im Menschen. Sie sind an zahlreichen Stoffwechselvorgängen beteiligt, also der Verwertung der Nahrung. Die jetzt entdeckte Enzymgruppe lässt sich keiner der bisher bekannten Familien zuordnen.

Die Forscher nennen die neue Gruppe "N". "Diese Enzyme haben unzählige Funktionen, die wichtig sind für biotechnische Anwendungen", sagt Gregg Beckham vom NREL, der zu den Autoren der Studie gehört. Die Entwicklungsgeschichte begann mit einer Frage Beckhams an seinen NREL-Kollegen, den Molekularbiologen Christopher Johnson: Wie lässt sich Guajaco, ein Bestandteil des Lignins, in Brenzcatechin umwandeln, einen sogenannten aromatischen Alkohol. Er ist Ausgangsmaterial für Farbstoffe, Plastik, Riechstoffe und Arzneimittel. Johnson wurde fündig. Er fand ein Enzym, das diese Umwandlung in nur einem Schritt schafft.

Wechselnder Reaktionspartner

Als die Forscher das Enzym genauer unter die Lupe genommen haben, entdeckten sie, dass es mehr ist als ein Spezialist für die Umwandlung von Guajaco. Es ist generell zur Demethylierung geeignet, also zur Entfernung einer Methylgruppe. Das ist ein einfaches Anhängsel verschiedener Chemikalien. Um Lignin zu veredeln, ist die Entfernung genau dieses Anhängsels nötig. Das leistet Enzym. "Es ist promisk, kann also häufig den Reaktionspartner wechseln", sagt Beckham. Das bedeute, dass es unterschiedliche Bestandteile des Lignins verarbeiten kann. "Das ist eine feine Sache, denn es kann für bestimmte Moleküle optimiert werden, die es gilt umzuwandeln", resümiert der Experte.

Quelle: www.pressetext.com/Wolfgang Kempkens