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Projektgruppe
Metabolomik und Angewandte Spektroskopie

Ayu Christien Rahaweman, eine Doktorandin aus Indonesien, untersucht mit dem 600-MHz-NMR-Spektrometer wie das System aus Weichkorallen mit ihren Algen-Symbionten auf chemischen Stress wie Umweltgifte oder Sonnenschutzmittel reagiert.

Die Projektgruppe untersucht mit modernen Methoden des Metaboliten-Profilings wie sich artspezifische Unterschiede (Phylo-Metabolomics), Wachstumsbedingungen und der Einfluss von Stressfaktoren wie Temperatur, Trockenheit, Krankheitserreger, Umweltbelastung und organismische Interaktionen (Eco-Metabolomics) in der Gesamtheit der Inhaltsstoffe von Organismen (Pflanzen, Pilze, Korallen) widerspiegeln. Das umfasst die qualitative und quantitative Analyse möglichst vieler Primär- und vorrangig Sekundärmetaboliten (untargeted Metabolomics) mittels Gas- und Flüssigkeits-Chromatografie, Massenspektrometrie (MS) und Kernresonanzspektroskopie (NMR).

Chromatographie, MS, NMR und Methoden der optischen Spektroskopie werden darüber hinaus zur Strukturaufklärung von aus Pflanzen und Pilzen gewonnener bioaktiver Sekundärmetaboliten und zur Erfolgskontrolle biokatalytischer und chemisch-synthetischer Arbeiten genutzt.

Als eine der ersten Gruppen weltweit haben wir artübergreifendes Metaboliten-Profiling mit phylogenetischen Informationen korreliert und so die Chemotaxonomie von einzelnen Indikatorsubstanzen hin zu Mustern bei Sekundärmetaboliten entwickelt (Phylo-Metabolomics, s.u.a. Phytochemistry 2013, 96, 170-183). Diese können z.B. hervorragend genutzt werden, um Verfälschungen in pflanzlichen Nahrungs- oder Arzneimitteln aufzudecken (s.u.a. Phytochemistry 2012, 76, 60-72).

Weitere Pionierarbeiten beinhalten die Nutzung von multiplex-Ansätzen und z.B. 2D-NMR im Metaboliten-Profiling (Metabolomics 2014, 10, 21-32) oder bei Tier-Pflanze Symbionten im Bereich Eco-Metabolomics.

Ein Beispielprojekt: Die Chemie der Korallenbleiche

Metabolomik-Untersuchungen an Weichkorallen: 1H-NMR-Spektren der Extrakte verschiedener Weichkorallenarten

Korallenriffe sind als besonders artenreiche Lebensräume von großer ökologischer Bedeutung. Korallenpolypen leben in Symbiose mit einzelligen Algen, den sogenannten Zooxanthellen. Unter ungünstigen Umweltbedingungen verlassen die Zooxanthellen die Korallen und diese sterben ab ("Korallenbleiche"). In Zusammenarbeit mit dem Leibniz-Institut für Marine Tropenforschung (ZMT) in Bremen untersuchen wir den Einfluss abiotischer und chemischer Stressfaktoren wie hoher Temperatur, Sonnenschutzmittel, Schwermetalle oder Pflanzenschutzmitteln auf die Wechselwirkung von Weichkorallen und Zooxanthellen. Mit einem Metabolomik-Ansatz verfolgen wir die stressbedingte Veränderung im Sekundärmetaboliten-Spektrum der drei Weichkorallenarten Sarcophyton ehrenbergi, Lobophytum sp. und Xenia umbellata mit ihren Symbionten (siehe auch J. Proteome Res. 2018, 17, 2060-2071).

Diese Seite wurde zuletzt am 29.06.2020 geändert.

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