Der Spezialmetabolismus (Sekundärmetabolismus) übernimmt insbesondere die Funktion, Metabolite zur inter- und intraorganismischen Interaktion und Kommunikation bereitzustellen, z.B. geben Blüten Duftstoffe ab, um Bestäuber gezielt anzulocken, oder Pilze und Bakterien synthetisieren Antibiotika und flüchtige Metabolite (mVOCs, microbial organic compounds) mit denen Konkurrenten im gleichen Habitat in Schach gehalten oder angelockt werden können. Mikrobielle VOCs wurden bis vor kurzem übersehen, obwohl Mikroorganismen ubiquitär vorkommen und vielfältige metabolische Aktivitäten aufweisen, die bei Interaktionen von Organismen im Ökosystem Beachtung finden müssen.

Unsere Arbeitsgruppe arbeitet seit 2005 daran, flüchtige Metabolite, d.h. Volatilome von Bakterien mittels headspace und GCMS zu erfassen und zu charakterisieren. Basierend auf eigenen Daten und eingehender Literaturrecherche wurde die weltweit einzige mVOC-Datendank erstellt (derzeit: mVOC 2.0; mVOC3.0 wird im Sommer 2022 erscheinen).

Besonderes Interesse legt unsere Arbeitsgruppe auf die Isolierung, Identifizierung und Aufklärung der Biosynthese von einer neuen Klasse von Terpenen in Bakterien. Wir konnten zeigen, dass in einem nicht-kanonischen Biosyntheseweg durch Zusammenspiel von Prenylphosphat-abhängigen Methyltransferasen gefolgt von Terpensynthasen ganz außergewöhnliche Terpenstrukturen (z.B. Sodorifen, Chlororaphen) gebildet werden. In zwei DFG-Projekten entschlüsseln wir die dazugehörigen Gene und charakterisieren die biochemischen Fähigkeiten der entsprechenden Enzyme.