Jahresbericht 2018-2019

Professur für Analytische Chemie, Chemoinformatik und Chemometrie Prof. Dr. Christoph Steinbeck Stiftungsprofessur der Carl-Zeiss-Stiftung Forschungsschwerpunkte/ -ziele  Metabolomforschung: Analyse und Simulation des Metabolismus und seiner Rolle in biologischen Systemen durch computergestützte Methoden, Entwicklung eines holistischen Systems zur Struk- turaufklärung von Metaboliten, Entwicklung eines cloud-basierten Work-Flow-Systems zur Meta- bolomanalytik  Chemische Informationen: Information-Mining der Literatur zur automatischen Extraktion chemischer Information  Algorithmen: Entwicklung und Implementierung von neuen Methoden und Algorithmen in der Chemieinformatik 40 — FORSCHUNG Theoretische Methoden in der analytischen, der organischen und der pharmazeutischen Chemie — Chemometrie und Chemieinformatik — haben in den letzten Jahren durch das Aufblühen von Metabolomforschung, chemischer Biologie, che- mischer Ökologie oder zum Beispiel der Umwelt- analytik stark an Bedeutung gewonnen. Zudem blicken diese Felder auf eine reiche, viele Jahr- zehnte überspannende Wissenschaftsgeschichte zurück. Die Friedrich-Schiller-Universität Jena trug dem durch die Einrichtung einer Professur für Chemieinformatik und Chemometrie Rechnung, die mit Prof. Dr. Christoph Steinbeck besetzt wur- de. Die Arbeitsgruppe für Chemieinformatik und Metabolismus von Prof. Steinbecks hat in den letzten neun Jahren am Europäischen Bioinfor- Forschungsprofil matik Institut die Entwicklung der globalen, com- putergestützten Metabolomforschung maßgeb- lich mitgestaltet. Durch die von Steinbeck gelei- teten EU-Projekte COSMOS und PhenoMeNal ist es gelungen, in der Nachfolge der Metabolomics Standards Initiative und durch die aus COSMOS resultierende Gründung des MetabolomeXchan- ge Consortiums die Grundlage für globalen Da- tenaustausch und Datenanalyse in der Metabolo- mik zu legen. Als Direktor der Metabolomics Society hat Steinbeck auf allen Ebenen die Entwicklung des Faches befördert. In Jena wird sich die Arbeit der Gruppe in den nächsten fünf Jahren auf fol- gende Hauptgebiete konzentrieren: Aufklärung von Metabolomen Immer noch bewegt sich der Prozentsatz der bekannten Metabolite in untersuchten Metabolo- men zwischen 50% bei gut untersuchten Spezies und weniger als 20% bei bestimmen Pflanzen, Pilzen oder Mikroorganismen. Ziel dieses Teils der zukünftigen Arbeit ist die Entwicklung eines holistischen Systems zur Strukturaufklärung von Metaboliten, das auf der technischen Seite durch Containerisierung mo- dular ist und auf lokalen und verteilt kommerziel- len Cloud-Systemem lauffähig ist. Dieses Sys- tem beginnt mit der Identifikation bekannter Me- tabolite in Datenbanken und kombiniert schließ- lich Methoden der automatischen Strukturaufklä- rung mit NMR und MS Daten mit Plausibilitäts- prüfungen. Abb. 1. Forschungsschwerpunkte der Arbeitsgruppe von Prof. Christoph Steinbeck.