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Bergische Universität Wuppertal
Forschungsbericht 2000 - 2002
Chemie
Chemische Mikrobiologie
Leiter: Prof. Dr. W. Piepersberg
Wissenschaftliche Mitarbeiter:
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Dr. Eberhard Schmidt
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Dr. Udo Wehmeier
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Dr. Ansgar Stratmann
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Dipl. Chem. Christoph Albermann
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Dipl. Biol. Holger Thomas
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Dr. Heike Schmidt-Beißner
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Dipl. Biol. Claudia Scholz
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Dipl. Chem. Antje Arnold
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Dipl. Chem. Petra Weingarten
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M.Sc. Lina Cong
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Dipl. Biol. Paz-Marta Diaz-Guardamino Uribe
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Dipl. Chem. Malte Haase
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M.Sc. Changsheng Zhang
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Dipl. Biol. Frank Führer
Anschrift:
Chemische
Mikrobiologie
Fachbereich 09
Gaußstr. 20
42097
Wuppertal
Tel.:
0202/439-2521, -3882
Fax:
0202/439-2698
e-mail: piepersb@uni-wuppertal.de
Allgemeiner Überblick:
Die Chemische Mikrobiologie ist in den Fachbereich Chemie integriert und an der Lehre in den Studiengängen Lebensmittelchemie und Chemie Diplom II durch Vorlesungen, Übungen, Seminare und Praktika beteiligt. Eine Graduiertenfortbildung in Form von Englisch-sprachigen Vorlesungen wird zusammen mit der Organischen Chemie für Doktoranden angeboten. Eine starke Beteiligung an der Doktorandenausbildung, an der Durchführung von Drittmittelprojekten (insbesondere gefördert durch EU, BMBF und Industrie) sowie im Forschungsschwerpunkt "Biologische Chemie" des Fachbereichs zeichnet die Chemische Mikrobiologie ebenfalls aus.
Forschungsbereiche:
Die Forschung in der AG Prof. Piepersberg bezieht sich hauptsächlich auf die Molekularbiologie und Biochemie der Naturstoffproduktion wichtiger (Zucker-haltiger) Wirkstoffe in Bakterien (Actinomyceten, Gram-negative Bakterien) und der Anwendung auf die biokombinatorische Herstellung neuer biologisch aktiver Stoffe für die Pharmaindustrie. Dabei wird ein breites Spektrum mikrobiologischer, gentechnischer und biochemischer Methoden eingesetzt, um grundlagenwissenschaftliche (ca. 75%) und anwendungsbezogene (ca. 25%) Fragestellungen dieses aktuellen Forschungsgebietes zu klären. Ein weiteres, damit eng zusammenhängendes Arbeitsgebiet ist die Beteiligung am deutschen Genomnetzwerk, innerhalb dessen die genomische Organisation von sogen. Genclustern zur Biosynthese bestimmter Zucker-basierender Naturstoffe erforscht wird. Da die Vorstufen der untersuchten Wirkstoffe aus dem Pool der in der Zelle produzierten Zwischen- und Abbauprodukte (aus dem Primärmetabolismus) abgezogen werden, ist die Steuerung der Stoffflüsse ein zusätzlicher Forschungsschwerpunkt weil so mögliche Flaschenhälse bei einer Produktion erkannt werden können.
Wissenschaftliche Zusammenarbeit:
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Univ. Cambridge, UK
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Univ. Oviedo, Spanien
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Univ. Freiburg, Pharmazeutisches Inst.
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Univ. Tübingen, Mikrobiologie - Biotechnologie
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FZ Jülich, Enzymtechnologie
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Hans-Knöll-Inst., Jena,
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Fa. Combinature, Berlin
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Fa. Roche Diagnostics, Penzberg
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Fa. AnanalytiCon - BioteCon, Potsdam
Veröffentlichungen:
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Albermann, C., Distler, J., Piepersberg, W. (2000) Preparative synthesis of GDP-beta-L-fucose by recombinant enzymes from bacterial sources. Glycobiol. 10: 875-881.
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Piepersberg, W. (2000) Aminoglycosides, Bioaktive Bacterial Metabolites. Enzyclopedia of Microbiology. 1: 162-169.
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Doumith, M., Weingarten, P., Wehmeier, U.F., Salah-Bey, K., Benhamou, B., Capdevila, C., Michel, J.-M., Piepersberg, W., Raynal, M.-C. (2000) Analysis of genes involved in 6-deoxyhexose biosynthesis and transfer in Saccharopolyspora erythraea. Mol. Gen. Genet. 264: 477-485.
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Piepersberg, W. (2000) Metabolic Design und Züchtung von Hochleistungsstämmen. In: Pharmazeutische Biotechnologie: Ein Kompendium für Forschung und Praxis (Kayser, O., Müller, R.H., ed.), pp. 45-71. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH, Stuttgart (Deutschland).
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Albermann, C., Piepersberg, W. (2001) Expression and identification of the RfbE protein from Vibrio cholerae O1 and ist use for the enzymatic synthesis of GDP-D-perosamine. Glycobiol. 11: 655-661.
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Albermann, C., Piepersberg, W., Wehmeier, U. (2001) Synthesis of the milk oligosaccharide 2’-fucosyllactose using recombinant bacterial enzymes. Carbohydrate Res. 334: 97-103.
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Hemker, M., Stratmann, A., Goeke, K., Schroeder, W., Lenz, J., Piepersberg, W., Pape, H. (2001) Identification, cloning, expression, and characterization of the extracellular acarbose-modifying glycosyltransferase, AcbD, from Actinoplanes sp. strain SE50. J. Bacteriol. 183: 4484-4492.
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Piepersberg, W. (2001) Glycosylation of antibiotics and other agents from actinomycetes. In: Novel frontiers in the production of compounds for biomedical use Vol. 1 (van Broekhoven A, Shapiro F, Anne J, eds), pp. 161-168. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht.
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Piepersberg, W. (2001) Endogenous antimicrobial molecules: an ecological perspective. In: Molecular medical microbiology (Ch. 27) (Sussman M, ed.), S. 561-583. Academic Press, London.
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Wehmeier U.F. (2001). Molecular cloning, nucleotide sequence and structural analysis of the Streptomyces galbus DSM40480 fda gene: The S. galbus fructose-1,6-bisphosphate aldolase is a member of the class II aldolases. FEMS Microbiol. Lett. 197:53-58
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Zhang, C.S., Stratmann, A., Block, O., Brueckner, R., Podeschwa, M., Altenbach, H.J., Wehmeier, U.F., Piepersberg, W. (2002) Biosynthesis of the C(7)-cyclitol moiety of acarbose in Actinoplanes species SE50/110. 7-O-phosphorylation of the initial cyclitol precursor leads to proposal of a new biosynthetic pathway. J. Biol. Chem. 277: 22853-22862.
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Piepersberg, W., Diaz-Guardamino Uribe, P.M., Stratmann A., Thomas, H., Wehmeier, U., Zhang, C.-S. (2002) Recent developments in the biosynthesis and regulation of aminoglycosides. In: Microbial secondary metabolites: Biosynthesis, genetics and regulation (Fierro F and Martin JF, ed.), pp. 27-41. Research Signpost, Kerala (India).
Promotionen:
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Arnold, A. (2000) Untersuchungen zur Biosynthese der Methylthiolin-cosaminid(MTL)Untereinheit des Antibiotikums Lincomycin A aus Streptomyces lincolnensis NRRL 2936.
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Cong, L. (2000) Identification of the midecamycin biosynthetic gene cluster in Streptomyces mycarofaciens UC189B (ATCC 21454) and analysis of the enzymes for dTDP-D-mycaminose biosynthesis.
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Diaz-Guardamino Uribe, P. M. (2000) Untersuchungen zum Einbau des Stickstoffes in der Acarviose-Einheit der Acarbose bei Actinoplanes sp. 50/110: die Aminotransferase AcbV.
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Weingarten, P. (2000) Untersuchungen zum dTDP-L-Mycarose-Biosyntheseweg des Erythromycin a-Produzenten Saccharopolyspora erythraea NRRL 2338.
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Albermann, C. (2001) Neue Verfahren zur in vitro- und in vivo-Synthese Nukleotid-aktivierter Hexosen und fucosylierter Oligosaccharide mit bakteriellen Enzymen.
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Thomas, H. (2001) Acarbose-Metabolismus in Actinoplanes sp. SE50/110.
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Zhang, C.-S. (2002) Genomic analysis of secondary metabolite producing actinomycetes: AcbM is a 2-epi-5-epi-valiolone 7-kinase.
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Haase, M. (2002) Untersuchungen zum Peptidsynthetase-ähnlichen Kondensationsmechanismus der Aminosäure- und Zucker-Untereinheit des Lincomycins in Streptomyces lincolnensis.
Diplom- und Magisterarbeiten:
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Bialas, G (2000) Lincomycin-Biosynthese in Streptomyces lincolnensis NRRL 2936. Erzeugung und Charakterisierung von Insertionsmutanten der Gene lmbE, lmb(HI) und lmbG.
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Heinzel, Y.-W. (2001) Studien zur Synthese eines chromogenen Substrats der Transaldolase.
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Hano, P. (2002) Screening, Isolierung und vorläufige Charackterisierung des Concanamycin A Genclusters aus Streptomyces sp. Gö22/15.
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Ahlborn, C. (2002) Analyse der Substratspezifität des Proteins SCF62.19 aus Streptomyces coelicolor A3(2).