Naturstoffe wenig erforschter Biosynthesewege und extremer Habitate

Unsere Forschung

Naturstoffe weisen vielseitige Bioaktivitäten auf und liefern wertvolle Leitstrukturen für die Arzneimittelforschung. Die Zahl der charakterisierten Naturstoffe hat in den letzten Jahrzehnten zugenommen, allerdings handelt es sich nur bei wenigen der gefundenen Substanzen um bislang unbekannte chemische Strukturen. Um resistenzbrechende Antibiotika und andere Wirkstoffe entwickeln zu können, werden strukturell neuartige Substanzen jedoch dringend benötigt. Jüngste Fortschritte auf dem Gebiet der Naturstoffforschung zeigen, dass es verschiedene vielversprechende Ansätze gibt, bioaktive Naturstoffe mit neuen chemischen Strukturen zu entdecken. Unter anderem verbirgt sich in der Vielzahl der öffentlich zugänglichen (Meta-)Genome ein enormes biosynthetisches Potenzial, das noch darauf wartet, entschlüsselt zu werden. Darüber hinaus steigt die Menge talentierter mikrobieller Naturstoffproduzenten, die zwar isoliert, aber noch nicht vollständig erforscht sind. Die Isolierung von Naturstoffen aus Lebensräumen und von Organismen, denen man in der Vergangenheit jegliches Potenzial zur Biosynthese von Naturstoffen absprach (z.B. aus heißen Schwefelquellen), stützt zudem die Hypothese, dass die heute bekannte chemische Diversität der Naturstoffe nur die Spitze des Eisbergs darstellt.

Das Hubrich-Lab möchte dazu beitragen, die derzeit bekannte chemische Diversität der Naturstoffe zu erweitern und die daran beteiligten Biosyntheseenzyme zu charakterisieren. Die so erhaltenen Verbindungen und Enzyme werden anschließend zur Entwicklung und Verbesserung von Antiinfektiva durch Bioengineering eingesetzt. Um dieses Ziel zu erreichen, werden bisher wenig erforschte Stoffwechselwege von vielversprechenden, aber bislang vernachlässigten Naturstoffproduzenten, die zum Teil extreme Lebensräume besiedeln, untersucht. Der Forschungsansatz wendet interdisziplinäre Methoden der modernen Naturstoffforschung und chemischen Biologie an, darunter Bioinformatik, molekulare und synthetische Biologie, Mikrobiologie, Enzymologie und (bio)synthetische Chemie.

Team-Mitglieder

Dr. Florian Hubrich

Gruppenleiter

Alexander Major

Doktorand

Forschungsprojekte