Enzymerne PETase & MHETase

Når Ideonella sakaiensis sidder på en plastikflaske lavet af PET, begynder den at spise flasken. Det gør bakterien ved hjælp af to trin:

  1. Bionedbryde flasken til små stykker.
  2. Spise de små stykker.

Figur 10. Ideonella sakaiensis spiser en PET-plastikflaske. Ideonella sakaiensis ses som en lilla bakterie på overfladen af en PET-plastikflaske. PETase nedbryder PET til MHET. Dernæst spiser bakterien MHET. Enzymet MHETase nedbryder MHET til mindre kemiske stoffer.

Først laver bakterien enzymet PETase. Dette enzym nedbryder PET til MHET, se venstre side af figur 10. Dernæst bliver MHET spist og er nu inde i bakterien. Men MHET skal også nedbrydes til endnu mindre stykker for at bakterien kan bruge det. Hvordan gøres det? Svaret er endnu en gang: Enzymer!

Da det japanske forskerhold undersøgte videre på Ideonella sakaiensis, så de, at bakterien kunne nedbryde MHET. Endnu en gang var grunden et enzym. Forskerholdet navngav enzymet: MHETase.

MHETase nedbryder MHET til endnu mindre kemiske stoffer, se højre side af figur 10. De små kemiske stoffer kan indgå i cellens vækst og bruges som energikilde.

Det aktive center i PETase

Efter opdagelsen af PETase har der været meget fokus på enzymets virkemåde. Forskere verden over har særligt undersøgt det aktive center i enzymet.

Vi husker, at det aktive center i enzymer udfører de kemiske reaktioner. Det består af en bindingsdel og en reaktionsdel. Men, faktisk har PETase hele to bindingsdele og en reaktionsdel.

Figur 11 viser en PETase-aktiveret nedbrydning af PET.

Figur 11. PETase klipper i PET. (1) PET binder til enzymet PETase og bliver nedbrudt og delt i to. (2) Næste MHET-del rykker op til bindingsdel 1 og bliver nedbrudt. (3) Den første MHET-monomer er blevet klippet over. Denne proces fortsætter indtil PET er helt nedbrudt.

Figur 11 viser enzymet PETase, som binder til substratet PET. Bindingsdel 1 binder til en MHET-del. Bindingsdel 2 binder til tre MHET-dele. Reaktionsdelen klipper i bindingen mellem to MHET-dele. PET-plastikpolymeren er altså nu delt i to. Herefter rykker næste MHET-del op til bindingsdel 1. Reaktionsdelen klipper igen bindingen mellem to MHET-dele. Den frie MHET-del forlader enzymet. Denne proces fortsætter igennem hele PET-plastikpolymeren.

Der klippes altså en MHET-monomer fra PET-polymeren, hver gang enzymet bruger reaktionsdelen. PETase laver altså produktet MHET.

MHETase

Resultatet af PETase er, at substratet PET bliver mindre og mindre, imens produktet MHET ophober sig. PETase kan ikke nedbryde MHET, men det kan enzymet MHETase!

MHETase nedbryder dets substrat, altså MHET, til endnu mindre kemiske stoffer, som cellen kan bruge til at vokse.

PET er altså nu bionedbrudt meget miljøvenligt og fjernet fra naturen!