mini|Thomas Hartmann (2015)Thomas Hartmann (geboren 2. Februar 1937 in Berlin; gestorben 27. Mai 2017 in Braunschweig) war ein deutscher pharmazeutischer Biologe und Ökologe, der als Professor am Fachbereich Pharmazeutische Biologie der Technischen Universität Braunschweig tätig war. Seine Forschungsschwerpunkte waren Biosynthese, intrazellulärer Transport und Wirkung von Chinolizidin- und Pyrrolizidinalkaloiden in Pilzen und Pflanzen sowie die Sequestrierung dieser sekundären Naturstoffe durch Insekten.
Akademische Laufbahn Jugend und Schulausbildung Thomas Hartmann wurde als Sohn des Architekten Hans Hartmann und seiner Frau Liselotte (geb. Kolbe) in Berlin geboren; er hatte zwei Schwestern, Sabine (geb. 1939) und Karoline (geb. 1942). Als die Mutter 1943 mit 37 Jahren starb, lebten Thomas und seine Schwestern vorübergehend in der Familie des Onkels (Bruder der Mutter) in Berlin. 1951 heiratete Hans Hartmann in Bielefeld die Künstlerin und Lehrerin Tyra Hamann, die zwei erwachsene Töchter hatte.Bielefelder Stadtarchiv (Westfalen-Blatt, 15. Februar 2005) Thomas Hartmann besuchte Grundschulen und Gymnasien in Berlin, Bielefeld, Bethel und Herchen, wo er im Internat des Bodelschwingh-Gymnasiums im Februar 1957 das Abitur machte.Bernhard Harms (Hrsg.): Bodelschwingh-Gymnasium Herchen 1951–1976, Jubiläums-Festschrift, Herchen 1976, S. 172
Studium und Forschungstätigkeit an der Universität Bonn Ab 1957 studierte er Chemie, Biologie und Sport an der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn. Hartmann schloss das Studium 1962 ab und promovierte anschließend bis 1964 bei dem Biologen Maximilian Steiner am Pharmakognostischen Institut in Bonn (Dissertation: Die papierchromatographische quantitative Bestimmung wasserdampfflüchtiger biogener Amine, sowie Untersuchungen zu ihrer Biogenese bei Claviceps purpurea).T. Hartmann: Methode zur Quantitativen Trennung und Bestimmung flüchtiger Pflanzlicher Amine in Planta (1965), Bd. 65(4), S. 315–333.T. Hartmann: Über das zeitliche Auftreten flüchtiger Amine und freier Aminosäuren in wachsenden, saprophytischen Kulturen von Claviceps Purpurea in Planta (1965), Bd. 66(1), S. 27–43. Als Stipendiat der Studienstiftung des deutschen Volkes schloss sich Hartmann als Postdoc ein Jahr (1964/1965) der Arbeitsgruppe von Constant Collin Delwiche,University of California: In Memoriam – Constant Collin Delwiche, Professor of Soil Biogeochemistry, Emeritus Davis, 1917–2001 University of California, Davis, an und kehrte 1965 als wissenschaftlicher Assistent an das Pharmakognostische Institut in Bonn zurück. Dort beschäftigte er sich mit der Amin-Bildung in Algen und höheren Pflanzen und dem Vorkommen und der Funktion einer Leucin-Carboxylase in RotalgenT. Hartmann: Leucin-Carboxylyase aus marinen rhodophyceae: Vorkommen, Verbreitung und einige Eigenschaften, in Phytochemistry (1972), Band 11 (4), S. 1327–1336. (1969 Habilitation im Fach Botanik).M. Wink: Prof Dr. Thomas Hartmann zum 60. Geburtstag in Phytochemistry, Bd. 44 (5), S. 767. 700px|rechts|Reaktion der Glutamatdehydrogenase Im Jahr 1973 wechselte er als wissenschaftlicher Rat und Professor an das Botanische Institut der Universität Bonn und leitete die Abteilung Biochemie der Pflanzen. Dort forschte Hartmann über den Ammoniakstoffwechsel und die Glutamatdehydrogenase (GDH, EC 1.4.1.2).
Leitung des Instituts für Pharmazeutische Biologie der TU Braunschweig Im Jahr 1976 nahm Hartmann einen Ruf an die Technische Universität Braunschweig an. Dort leitete er 28 Jahre – von 1977 bis zu seiner Emeritierung 2005 – das Institut für Pharmazeutische Biologie. In dieser Zeit arbeitete er zuerst über Chinolizidin- und ab 1982 Pyrrolizidin-Pflanzenalkaloide. Hartmann und Mitarbeiter klärten die Enzymologie, die Kompartimentalisierung, den intrazellulären Transport und die Funktion von Pyrrolizidin-Alkaloiden in Pflanzen und deren Verwendung in Insekten auf.
Forschung Während seiner wissenschaftlichen Karriere hat Thomas Hartmann über 200 Forschungsartikel publiziert (161 gelistet in Scopus, h-Index = 42). mini|Lupinus polyphyllus (Vielblättrige Lupine) mini|Platyphora boucardi mit deutlich erkennbarer Warnfärbung mini|Estigmene acrea; Männchen mini|Jakobs-Greiskraut (Senecio jacobaea) Chinolizidin-Alkaloide Biochemische und biogenetische Aspekte der Biosynthese von Chinolizidin-Alkaloiden in photomixotrophe ZellsuspensionskulturenM. Wink, T. Hartmann: Production of Quinolizidine Alkaloids by Photomixotrophic Cell Suspension Cultures: Biochemical and Biogenetic Aspects 1, in Planta Medica (1980), 40(10):149–155. Die Lysindecarboxylase-Aktivität in Blättern von Alkaloid produzierender Lupinus polyphyllus korreliert positiv mit dem Chlorophyllgehalt und dem Alkaloidgehalt der Blätter in Lupinus albus und Lupinus luteus, was andeutet, dass in Lupinenblättern die Lysindecarboxylase ein integrierter Bestandteil der alkaloidspezifischen Biosynthese ist.G. Schoofs, S. Teichmann, T. Hartmann, M. Wink: Lysine decarboxylase in plants and its integration in quinolizidine alkaloid biosynthesis, in Phytochemistry (1983), Bd. 22(1), S. 65–69. Übersichtsartikel: Toxische Chinolizidin-Metaboliten, die in der Gattung Lupinus vorkommen, sind in den Pflanzenteilen erwünscht (Insektenresistenz), nicht aber in den Samen; der Grenzwert für kommerzielle Verwendung als Futter- und Nahrungsmittel („Süßlupine“) liegt bei 0,02 % an Alkaloiden. Durch Wissen über die Alkaloid-Biosynthese und die Entwicklung des Wissens bezüglich Genom und Transkription für Lupinen ergeben sich Möglichkeiten zur Produktion von verbesserten Lupinenpflanzen.T. Hatzold, I. Elmadfa, R. Gross, M. Wink, T. Hartmann, L. Witte: Quinolizidine alkaloids in seeds of Lupinus mutabilis, in J. Agric. Food Chem. (1983), Bd. 31(5), S. 934–938. doi:10.1021/jf00119a003
Pyrrolizidin-Alkaloide Biosynthese: Die Bedeutung von Putrescin und Spermidin als Substrate der enzymatischen HomospermidinbildungF. Böttcher, D. Ober, T. Hartmann: Biosynthesis of pyrrolizidine alkaloids: Putrescine and spermidine are essential substrates of enzymatic homospermidine formation, in Canadian Journal of Chemistry (2011), Bd. 72(1), S. 80–85. Biosynthetischer Einbau der Aminobutylgruppe von Spermidin in Pyrrolizidin-AlkaloideG. Graser, T. Hartmann: Biosynthetic incorporation of the aminobutyl group of spermidine into pyrrolizidine alkaloids, in Phytochemistry (1997), Bd. 45(8), S. 1591–1595. Evolution: Das Gen für Homospermidin-Synthase (EC 2.5.1.44) hat sich aus dem Gen der Deoxyhypusin-Synthase (EC 2.5.1.46, Spermidin:eIF5A-lysine 4-aminobutyltransferase) entwickelt.D. Ober, T. Hartmann: Homospermidine synthase, the first pathway-specific enzyme of pyrrolizidine alkaloid biosynthesis, evolved from deoxyhypusine synthase, in Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1999), Bd. 96(26). S. 14777–14782. PMID 10611289. Biosynthese, Diversifizierung und Gewebeverteilung von Lycopsamin-Alkaloiden in drei Raublattgewächse-Arten (Boraginaceae)C. Frölich, D. Ober, T. Hartmann: Tissue distribution, core biosynthesis and diversification of pyrrolizidine alkaloids of the lycopsamine type in three Boraginaceae species, in Phytochemistry (2007), Bd. 68(7), S. 1026–1037. Biosynthese von Trachelanthsäure (2,3-Dihydroxy-2-isopropylbuttersäure)S. Weber, W. Eisenreich, A. Bacher, T.Hartmann: Pyrrolizidine alkaloids of the lycopsamine type: biosynthesis of trachelanthic acid, in Phytochemistry (1999), Bd. 50(6), S. 1005–1014. Biosynthese und Gewebeverteilung von 1,2-gesättigten Pyrrolizidin-Alkaloiden in Phalaenopsis-Hybriden (Orchidaceae)C. Frölich, T. Hartmann, D. Ober: Tissue distribution and biosynthesis of 1,2-saturated pyrrolizidine alkaloids in Phalaenopsis hybrids (Orchidaceae), in Phytochemistry (2006), Bd. 67(14), S. 1493–1502. PMID 16815502. Biosynthese, Verteilung und Umsatz von Pyrrolizidin-Alkaloiden in Cynoglossum officinaleN. M. van Dam, L. Witte, C. Theuring, T. Hartmann: Distribution, biosynthesis and turnover of pyrrolizidine alkaloids in Cynoglossum officinale, in Phytochemistry (1995), Bd. 39(2). S. 287–292. Die phytophagen Blattkäfer der Art Platyphora boucardi wehren sich gegen Fressfeinde dadurch, dass schon die Larven tertiäre Pyrrolizidin-Alkaloide vom Lycopsamin-Typ ihrer Wirtspflanze Prestonia portobellensis mit der Nahrung aufnehmen und selektiv in Abwehrdrüsen speichern.T. Hartmann, C. Theuring, L. Witte, J. M. Pasteels: Sequestration, metabolism and partial synthesis of tertiary pyrrolizidine alkaloids by the neotropical leaf-beetle Platyphora boucardi. In: Insect Biochem. Mol Biol. (2001), Bd. 31(11), S. 1041 – 1056. PMID 11520683. Mittels Kapillargaschromatographie und Massenspektrometrie (GC-MS) konnte nachgewiesen werden, dass Wiesen-Schwingel (Festuca pratensis) als spezifische Reaktion auf eine Infektion mit dem Endophyten Acremonium uncinatum bis zur Samenreifung gezielt Loline (hauptsächlich N-Formyl-Lolin, dann auch N-Acetyl-Lolin, N-Acetyl-Norlolin und Spuren von Lolin und N-Methyl-Lolin) produziert.M. Justus, L. Witte, T. Hartmann: Levels and tissue distribution of loline alkaloids in endophyte-infected Festuca pratensis, in Phytochemistry (1997), Bd. 44(1), S. 51–57. Für den Lebenszyklus des polyphagen Bärenspinners Estigmene acrea wurde dargelegt, dass die Larven Futter mit einer künstlichen Anreicherung von Pyrrolizidin-Alkaloiden bevorzugen, die sie durch spezifische Veresterung – Supinidin ([(8S)-5,6,7,8-Tetrahydro-3H-Pyrrolizin-1-yl]methanol) zu Estigmin (9-(2-Hydroxy-3-methylbutanoyl)-Supinidin) und Retronecin zu Creatonotin (9-(2-Hydroxy-3-methylbutanoyl)-Retronecin), sowie weitere Derivate dieser Ester – umwandeln. Bei den Männchen sind die Creatonotine direkte Vorläufer des männlichen Balzpheromons Hydroxydanaidal. Hartmann et al. diskutieren die Ergebnisse in Bezug auf Pheromonbildung und die defensive Rolle von Pyrrolizidin-Alkaloiden gegen Fressfeinde und Parasiten.T. Hartmann, C. Theuring, T. Beuerle, E. A. Bernays: Phenological fate of plant-acquired pyrrolizidine alkaloidsin the polyphagous arctiid Estigmene acrea, in Chemoecology (2004), Bd. 14(3), S. 207–216. doi:10.1007/s00049-004-0276-2 Senecionin-Alkaloide finden sich als Sekundärmetabolite in den meisten Arten der Gattung Greiskräuter (Senecio; Korbblütler, Asteraceae) und dienen als chemische Verteidigung gegen Pflanzenfresser. 24 der 26 Arten von Senecio jacobaea wurden mittels GC-MS untersucht und bisher unbekannte Verbindungen wurden identifiziert. Mit einer Ausnahme (Senecivernin) können alle 26 identifizierten Alkaloide als Derivate von Senecionin angesehen werden mit Umwandlung des Necin-Basenanteils Retronecin in den Otonecin-Anteil und spezifischen Epoxidierungen innerhalb des Necinsäure-Anteils. Weitere Reaktionen sind spezifische Hydroxylierungen, manchmal gefolgt von O-Acetylierungen, spezifischen Dehydrierungen, E-, Z-Isomerisierungen sowie Epoxidhydrolyse und Chlorolyse. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Unterschiede in den Alkaloid-Profilen in Senecio nicht durch den Gewinn und Verlust von alkaloidspezifischen Genen erklärt werden können, sondern durch ein Aus- und Einschalten der Genexpression spezifischer Enzyme.P. B. Pelser, H.e de Vos, C. Theuring, T. Beuerle, K. Vrieling, T. Hartmann: Frequent gain and loss of pyrrolizidine alkaloids in the evolution of Senecio section Jacobaea (Asteraceae), in Phytochemistry (2005), Bd. 66(11), S. 1285–1295. PMID 15904942.
Lehr- und Mentortätigkeit Neben einer großen Zahl von Doktorandinnen und Doktoranden hat Hartmann vier Habilitanden als Mentor zur Seite gestanden, die ihrerseits Hochschullehrer wurden:Institut für Pharmazeutische Biologie an der Technischen Universität Braunschweig – Geschichte (abgerufen am 2. Feb. 2020) Michael Wink (Habilitation 1985), seit 1989 Lehrstuhl am Institut für Pharmazie und Molekulare Biotechnologie der Universität Heidelberg; Peter Proksch (Habilitation 1988), ab 1990 Professor am Institut für Pharmazeutische Biologie der Universität Würzburg;