Termiten und Ihre Symbionten

Pilz-züchtende Termiten kultivieren in speziell gebauten Nestern den hochspezialisierten symbiontischen Pilz Termitomyces, dessen Fruchtkörper wiederum als Nahrungsquelle für die gesamte Termitenkolonie dienen. Erstaunlicherweise sind in den sogenannten Pilzgärten trotz substratreicher und damit idealer Wachstumsbedingungen bisher nur wenige andere Schadpilze und andere Freßfeinde identifiziert worden.

Naturstoffe aus Protektive Symbionten

Wie genau Termiten ihre hochspezialisierte Pilzmonokulturen gesund halten, ist bis heute nicht vollständig verstanden. Neben mechanischen Methoden tragen vermutlich insbesondere defensive Symbionten durch die Aussonderung von selektiven antifungalen und antibakteriellen Stoffen einen Teil zum natürlichen Abwehrsystem bei.

Biosynthese von Naturstoffen

Zudem untersuchen wir das biosynthetische Potential neuer, oder bisher wenig untersuchter Mikroorganismen, um neue Naturstoffe und damit neue Chemotypen mit selektiven pharmakologischen Eigenschaften aufzuspüren. Dazu haben wir die Genome von ausgewählten Mikroorganismen sequenziert und analysieren diese mit Hilfe verschiedener bioinformatischer Methoden. Die genetischen Informationen nutzen wir, um die Biosynthesewege von bekannten oder noch unbekannten Verbindungen enzymatisch genauer zu untersuchen.

Dokumentation

Termine Fungiculture – A Hidden Treasure Trove

Publikationen

Burkhardt I, Kreuzenbeck N, Beemelmanns C, Dickschat J (2019) Mechanistic Characterization of Three Sesquiterpene Synthases from the Termite-Associated Fungus Termitomyces. Org Biol Chem 17(13), 3348-3355. Details PubMed

Conlon BH, Aanen DK, Beemelmanns C, de Beer ZW, De Fine Lichte HH, Gunde-Cimerman N, Schiøtt M, Poulsen M (2019) Reviewing the taxonomy of Podaxis: opportunities for understanding extreme fungal lifestyles. Fungal Biol 123(3), 183-187. (Review) Details PubMed Open Access

Guo H, Roman D, Beemelmanns C (2019) Tropolone natural products. Nat Prod Rep 36(8), 1137-1155. Details PubMed Open Access

Klassen JL, Lee SR, Poulsen M, Beemelmanns C*, Kim KH* (2019) Efomycins K and L from a Termite-associated Streptomyces sp. M56 and Their Putative Biosynthetic Origin Front Microbiol 10, 1739. Details PubMed Open Access Code

Lee SR, Küfner M, Park M, Jung WH, Choi SU, Beemelmanns C, Kim KH (2019) Beauvetetraones A-C, phomaligadione-derived polyketide dimers from the entomopathogenic fungus, Beauveria bassiana Org Chem Front 6, 162-166. Details Open Access

Otani S, Challinor V, Kreuzenbeck N, Kildgaard S, Christensen S, Larsen L, Aanen D, Rasmussen SA, Beemelmanns C, Poulsen M (2019) Disease-free monoculture farming by fungus-growing termites. Sci Rep 9(1), 8819. Details PubMed Open Access

Yoon SY, Lee SR, Hwang JY, Benndorf R, Beemelmanns C, Chung SJ, Kim KH (2019) Fridamycin A, a Microbial Natural Product, Stimulates Glucose Uptake without Inducing Adipogenesis. Nutrients 11(4), pii: E765. Details PubMed Open Access Code

Benndorf R, Guo H, Sommerwerk E, Weigel C, Garcia-Altares M, Martin K, Hu H, Kuefner M, de Beer ZW, Poulsen M, Beemelmanns C (2018) Natural products from Actinobacteria associated with fungus-growing termites. Antibiotics 7(3), pii: E83. Details PubMed Open Access

Guo H, Schmidt A, Stephan P, Raguž L, Braga D; Kaiser M, Dahse HM, Weigel C, Lackner G, Beemelmanns C (2018) Precursor-directed Diversification of Cyclic Tetrapeptidic Pseudoxylallemycins. ChemBioChem 19(21), 2307-2311. Details PubMed Code

Lee RS, Lee D, Yu JS, Benndorf R, Lee S, Lee DS, Huh J, de Beer ZW, Kim YH, Beemelmanns C, Kang KS, Kim KH (2018) Natalenamides A-C, Cyclic Tripeptides from the Termite-associated Actinomadura sp. RB99. Molecules 23(11), pii: E3003. Details PubMed Open Access

Lee SR, Song JH, Song JH, Ko HJ, Baek JY, Trinh TA, Beemelmanns C, Yamabe N, Kim KH (2018) Chemical Identification of Isoflavonoids from a Termite-Associated Streptomyces sp. RB1 and Their Neuroprotective Effects in Murine Hippocampal HT22 Cell Line. Int J Mol Sci 19(9), E2640. Details PubMed Open Access

Park YJ, Lee SR, Kim DM, Yu JS, Beemelmanns C, Chung KH, Kim KH (2018) The Inhibitory Effects of Cyclodepsipeptides from the Entomopathogenic Fungus Beauveria bassiana on Myofibroblast Differentiation in A549 Alveolar Epithelial Cells. Molecules 23(10), pii: E2568. Details PubMed Open Access

Beemelmanns C, Ramadhar TR, Kim KH, Klassen JL, Cao S, Wyche TP, Hou Y, Poulsen M, Bugni TS, Currie CR, Clardy J (2017) Macrotermycins A-D, Glycosylated Macrolactams from a Termite-Associated Amycolatopsis sp. M39. Org Lett 19(5), 1000-1003. Details PubMed Code

Benndorf R, Leichnitz D, Rischer M, Beemelmanns C (2017) Wie sich Bakterien schützen. Nachrichten aus der Chemie 65(1), 21-25. (Review) Details Open Access Code

Guo H, Benndorf R, Leichnitz D, Klassen JL, Vollmers J, Görls H, Steinacker M, Weigel C, Dahse HM, Kaster AK, de Beer ZW, Poulsen M, Beemelmanns C (2017) Isolation, biosynthesis and chemical modifications of rubterolones A–F, rare tropolone alkaloids from Actinomadura sp. 5-2. Chem Eur J 23(39), 9338-9345. Details PubMed Code

Wyche TP, Ruzzini AC, Beemelmanns C, Kim KH, Klassen JL, Cao S, Poulsen M, Bugni TS, Currie CR, Clardy J (2017) Linear Peptides Are the Major Products of a Biosynthetic Pathway That Encodes for Cyclic Depsipeptides. Org Lett 19(7), 1772-1775. Details PubMed Code

Beemelmanns C, Guo H, Rischer M, Poulsen M. (2016) Natural products from microbes associated with insects. Beilstein J Org Chem 12, 314-327. Details PubMed Open Access Code

Guo H, Kreuzenbeck NB, Otani S, Garcia-Altares M, Dahse HM, Weigel C, Aanen DK, Hertweck C, Poulsen M, Beemelmanns C (2016) Pseudoxylallemycins A-F, cyclic tetrapeptides with rare allenyl modifications isolated from Pseudoxylaria sp. X802: A competitor of fungus-growing termite cultivars. Org Lett 18, 3338-3341. Details PubMed

Kang HR, Lee D, Benndorf R, Jung WH, Beemelmanns C, Kang KS, Kim KH (2016) Termisoflavones A-C, Isoflavonoid Glycosides from Termite-Associated Streptomyces sp. RB1. J Nat Prod 79(12), 3072-3078. Details PubMed

Lee SR, Beemelmanns C, Tsumac LMM, Clardy J, Cao S, Kim KH (2016) A New Diketopiperazine, Cyclo(D-trans-Hyp-L-Leu) from a Kenyan Bacterium Bacillus licheniformis LB 8CT Nat Prod Commun 4(11), 461-463. Details

Rischer M, Neumann R, Domey S (2016) DNA Extraction from Fungi Environmental Field Samples Promega Corporation Web site Details Open Access

Kim KH, Beemelmanns C, Clardy J, Cao S (2015) A new antibacterial octaketide and cytotoxic phenylethanoid glycosides from Pogostemon cablin (Blanco) Benth Bioorg. Med. Chem. Lett. 14(25), 2834-2836. Details PubMed

Kim KH, Beemelmanns C, Murillo C, Guillén A, Umaña L, Tamayo-Castillo G., Kim SN, Clardy J, Cao, S (2014) Naphthalenones and isocoumarins from a Costa Rican fungus Xylariaceae sp. CR1546C Journal of Chemical Research 38(12), 722-725. Details

Kim KH, Ramadhar TR, Beemelmanns C, Cao S, Poulsen M, Currie CR, Clardy J (2014) Natalamycin A, an ansamycin from a termite-associated Streptomyces sp Chem. Sci. 5(11), 4333-4338. Details PubMed

Ramadhar TR, Beemelmanns C, Currie CR, Clardy J (2014) Bacterial symbionts in agricultural systems provide a strategic source for antibiotic discovery. J Antibiot (Tokyo) 67(1), 53-58. Details PubMed

Drittmittel
  • ChemBioSys (DFG) seit 2016
  • BiBiMac (DFG-ANR) ab 2018
Unsere Kooperationen

Zusammen mit der AG Poulsen  untersuchen wir das Mikrobiom der Termiten, um das biochemische und biosynthetische Potenzial der mikrobiellen Gemeinschaften zu erfassen, um deren Interaktionsmechanismen mit dem Insektenwirt besser zu verstehen. Langfristig möchten wir dazu beitragen generellere Aussagen zur Entwicklung von Symbiosen formulieren zu können.

Zu dem arbeiten wir eng mit vielen anderen Arbeitsgruppen zusammen:

Mitarbeiter

Dr. Christine Beemelmanns

Leitung

Telefon: +49 3641 532-1525 E-Mail: christine.beemelmanns@leibniz-hki.de

René Benndorf

Doktorand

Telefon: +49 3641 532-1567 E-Mail: rene.benndorf@leibniz-hki.de

Jan-Martin Daniel

Masterstudent

Marius Faber

Masterstudent

E-Mail: marius.faber@leibniz-hki.de

Nina Kreuzenbeck

Doktorandin

Telefon: +49 3641 532-1208 E-Mail: nina.kreuzenbeck@leibniz-hki.de

Felix Schalk

Doktorand

Telefon: +49 3641 532-1262 E-Mail: felix.schalk@leibniz-hki.de

Jan Schwitalla

Doktorand

Telefon: +49 3641 532-1525 E-Mail: jan.schwitalla@leibniz-hki.de

Elena Seibel

Doktorandin

Telefon: +49 3641 532-1226 E-Mail: elena.seibel@leibniz-hki.de

Dr. Soohyun Um

Postdoktorand