Enzymatic degradation and recycling can reduce the environmental impact of plastics. Despite decades of research, no enzymes for the efficient hydrolysis of polyurethanes have been reported. Whereas the hydrolysis of the ester bonds in polyester-polyurethanes by cutinases is known, the urethane bonds in polyether-polyurethanes have remained inaccessible to biocatalytic hydrolysis. Here we report the discovery of urethanases from a metagenome library constructed from soil that had been exposed to polyurethane waste for many years. We then demonstrate the use of a urethanase in a chemoenzymatic process for polyurethane foam recycling. The urethanase hydrolyses low molecular weight dicarbamates resulting from chemical glycolysis of polyether-polyurethane foam, making this strategy broadly applicable to diverse polyether-polyurethane wastes.

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Enzymatischer Abbau und Recycling können die Umweltbelastung durch Plastik reduzieren. Trotz jahrzehntelanger Forschung wurde bisher nicht über Enzyme für die effiziente Hydrolyse von Polyurethanen berichtet. Während die Hydrolyse von Esterbindungen in Polyester-Polyurethanen durch Cutinasen bekannt ist, blieben die Urethanbindungen in Polyether-Polyurethanen für biokatalytische Hydrolyse bislang unzugänglich. Wir berichten hier über die Entdeckung von Urethanasen in einer Metagenombibliothek, erstellt aus einer Bodenprobe, welche Polyurethanabfall für viele Jahre ausgesetzt war. Wir demonstrieren weiterhin die Anwendung einer Urethanase in einem chemo-enzymatischen Prozess zum Polyurethan-Recycling. Diese Urethanase hydrolysiert niedermolekulare Dicarbamate, welche aus der chemischen Glykolyse von Polyether-Polyurethanschaum entstehen, was diese Strategie breit anwendbar auf diverse Polyether-Polyurethan Abfälle macht.

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