Dr. Max Crüsemann
Heisenberg-Gruppenleiter
Forschungsbereiche
Unsere Gruppe interessiert sich für die Charakterisierung und die Biosynthese von Naturstoffen. Dies sind Verbindungen, die aus verschiedenen terrestrischen und marinen Quellen wie Bakterien, Pilze und Pflanzen stammen. Naturstoffe haben eine enorme strukturelle Vielfalt und weisen häufig starke biologische, z.B. antibiotische oder zytotoxische Aktivitäten auf. So überrascht es nicht, dass mehr als die Hälfte der für den menschlichen Gebrauch zugelassenen Arzneistoffe Naturstoffe oder von Naturstoffen abgeleitet sind. Für die Entwicklung neuer Arzneistoffe ist es daher nach wie vor sehr wichtig, neue Naturstoffe mit innovativen Aktivitäten, Wirkmechanismen und Strukturmerkmalen zu finden und zu charakterisieren.
Da traditionelle Kultivierungs- und Isolierungsmethoden häufig nur zu Wiederentdeckungen von bekannten Verbindungen führen, wenden wir interdisziplinäre, „Omics“-basierte Methoden an, um gezielt neue, bioaktive Naturstoffe aus wenig erforschten Quellen zu charakterisieren. Genomsequenzierungen und die Entwicklung von hochleistungsfähigen bioinformatischen Methoden haben gezeigt, dass viele Bakterien eine große Anzahl an nicht charakterisierten Biosynthesewegen, organisiert in Genclustern, besitzen. Dieser Ansatz wird "Genome Mining" genannt. Wir verwenden modernste Methoden der synthetischen Biologie, um die von uns priorisierten Gencluster direkt zu klonieren und in heterologen Wirten zu exprimieren, gefolgt von der Strukturaufklärung und Bioaktivitätstestungen. Ebenfalls können Naturstoffproduzenten durch äußere Einflüsse oder gezielte Veränderungen des Genclusters von Interesse dazu gebracht werden, die gewünschten Verbindungen zu produzieren. Wir verwenden routinemäßig innovative, Massenspektrometrie-basierte Methoden, die bei der schnellen Dereplikation von Naturstoffen aus komplexen Mischungen und der Optimierung verschiedener experimenteller Produktionsbedingungen helfen.
Die Biosynthese von Naturstoffen beinhaltet oft faszinierende und hoch effiziente biochemische Reaktionen. Wir untersuchen Biosynthesewege von komplexen, bioaktiven Naturstoffen im Detail, indem wir wichtige Biosyntheseschritte mit heterolog exprimierten und aufgereinigten Enzymen in vitro analysieren und diese mit in vivo-Experimenten in den Naturstoffproduzenten ergänzen. Die gewonnenen Erkenntnisse über die Biosynthesen komplexer Naturstoffe helfen uns dabei, diese Biosynthesewege für die Erzeugung neuer Verbindungen mit verbesserten strukturellen oder biologischen Aktivitäten gezielt zu verändern.
Eines unserer Hauptprojekte beschäftigt sich mit dem potenten G-Protein-Inhibitor FR900359 (FR). Wir haben in uns in den letzten Jahren eingehend mit der Biosynthese dieses komplexen nichtribosomalen, zyklischen Depsipeptidnaturstoffs in pflanzenassoziierten Bakterien beschäftigt. Zwei unserer Arbeiten wurden kürzlich auf Zeitschriftentiteln vorgestellt:
Institut für Pharmazeutische Biologie
Arbeitsgruppe Crüsemann
Lebenslauf
3/2013-4/2015:
Postdoktorand bei Prof. Bradley Moore, Scripps Institution of Oceanography, UC San Diego
5/2015-3/2017:
Senior-Postdoktorand in der Arbeitsgruppe von Prof. Gabriele König, Universität Bonn
4/2017-11/2023:
Junior-Arbeitsgruppenleiter im Institut für Pharmazeutische Biologie, Universität Bonn
Seit 12/2023:
Heisenberg-Gruppenleiter im Institut für Pharmazeutische Biologie, Universität Bonn
2003-2007:
Studium der Pharmazie an der Philipps-Universität, Marburg
11/2007-4/2008:
Pharmazeutisches Praktikum in der Tiergarten-Apotheke, Konstanz
5/2008-2/2009:
Diplomarbeit mit dem Titel "Isolierung und Charakterisierung biogener Inhaltsstoffe von Pittosporum angustifolium", bei Prof. Ulrike Lindequist, Universität Greifswald
12/2008:
Approbation als Apotheker
3/2009-7/2012:
Doktorand in der Arbeitsgruppe von Prof. Jörn Piel, Universität Bonn.
7/2012:
Promotion zum Dr. rer. nat. (grade: 1.0, magna cum laude) “Studies on the biosynthesis of hormaomycin”
- DPhG
- VAAM
- DECHEMA
Projekte / Drittmittel
FOR2372 / Projekt 1
Dauer:
2016 - 2023
Förderer:
DFG
GRK2873
Dauer:
2023 - 2027
Förderer:
DFG
RESIDE
Dauer:
2023 - 2026
Förderer:
DFG
Auszeichnungen/Preise
Nachwuchswissenschaftler-Preis der DECHEMA
Jahr:
2024
Preis für:
Naturstoff-Forschung
Heisenberg-Stipendium
Jahr:
2023
Preis für:
Herausragende Wissenschaftliche Arbeit
Preis der DPhG-Stiftung
Jahr:
2022
Preis für:
Nachwuchswissenschaftler*innen
Ausgewählte Publikationen
Biosynthesis of the corallorazines, a widespread class of antibiotic cyclic lipodipeptides
Dreckmann, T.M., Fritz, L., Kaiser, C.F., Bouhired, S.M., Wirtz, D.A., Rausch, M., Müller, A., Schneider, T., König, G.M., Crüsemann, M.
RSC Chem Biol. 2024 Aug 16
Highlighted by several media (e.g. GEO, MDR)
Featured on Journal Cover
Adenylation domain-guided recruitment of trans acting non-heme monooxygenases in nonribosomal peptide biosynthesis
Wirtz, D.A., Schneberger, N., Klöppel, S., Richarz, R., Geyer, M., König, G.M., Hagelueken, G., Crüsemann, M.*
ACS Chem Biol 2023, Jun 27
Featured on Journal Cover
A specialized dehydrogenase provides l-phenyllactate for FR900359 biosynthesis
Klöppel, S., Richarz, R., Wirtz, D.A., Vasenda, N., König, G.M., Crüsemann, M.*
Chembiochem 2022 23, e202100569
Highlighted as “VIP paper”, Featured on Journal Cover
The Chromodepsins: Chemistry, Biology and Biosynthesis of a Gq-inhibiting Natural Product Family
Hermes, C., König, G.M., Crüsemann, M.*
Nat Prod Rep 2021 38, 2276-2292
Ausgewählte Publikationen
Biosynthesis and mechanism of action of the cell wall targeting antibiotic hypeptin
Wirtz, D.A., Ludwig, K.C., Arts, M., Marx, C.E., Krannich, S., Barac, P., Kehraus, S., Josten, M., Henrichfreise, B., Müller, A., König, G.M., Peoples, A.J., Nitti, A., Spoering, A.L., Ling, L.L., Lewis, K., Crüsemann, M.*, Schneider T.*
Angew Chem Int Ed 2021 60, 13579-13586
*= co-corresponding author
Thioesterase-mediated Side Chain Transesterification Generates Potent Gq Signaling Inhibitor FR900359
Hermes, C., Richarz, R., Wirtz, D.A., Patt, J., Hanke, W., Kehraus, S., Voß, J.H., Küppers, J., Ohbayashi, T., Namasivayam, V., Alenfelder, J., Inoue, A., Mergaert, P., Gütschow, M., Müller, C.E., Kostenis, E., König, G.M., Crüsemann, M.*
Nat Commun 2021 12, 144
doi: 10.1038/s41467-020-20418-3
Highlighted by several media (e.g. GEO, MDR)
Applying Molecular Networking for the Detection of Natural Sources and Analogues of the Selective Gq Protein Inhibitor FR900359
Reher, R., Kuschak, M., Heycke, N., Annala, S., Kehraus, S., Dai, H-F., Müller, C.E., Kostenis, E., König, G.M., Crüsemann, M.*
J Nat Prod 2018 81, 1628-1635
Heterologous expression, biosynthetic studies and ecological function of the selective Gq-signaling inhibitor FR900359
Crüsemann, M., Reher, R., Schamari, I., Brachmann, A.O., Ohbayashi, T., Kuschak, M., Malfacini, D., Seidinger, A., Pinto-Carbó, M., Richarz, R., Reuter, T., Kehraus, S., Hallab, A., Attwood, M., Schiöth, H.B., Mergaert, P., Kikuchi, Y., Schäberle, T.F., Kostenis, E., Wenzel, D., Müller, C.E., Piel, J., Carlier, A., Eberl, L., König, G.M.
Angew Chem Int Ed 2018 57, 836–840