Naturstofkemi og miljøkemi

Dette forskningsområde beskæftiger sig med kemi i agroøkologien, det vil sige kemisk forskning i små molekyler i planter, jord og luft, der er relevante for dyrkning og brug af landbrugsafgrøder, landbrugsmiljøet og forbrugernes sundhed. 

Naturstoffer, miljøfremmede stoffer og primære metabolitter er små molekyler med stor betydning i agroøkologien. 

Naturstoffer er kemiske forbindelser – sekundære metabolitter - der er produceret af levende organismer og som har biologisk eller farmakologisk aktivitet. En sådan aktivitet kan være undertrykkende effekter på ukrudt, insekter og/eller sygdomme eller sundhedsbeskyttende effekter hos mennesker. Forekomsten af ​​disse forbindelser i landbrugsafgrøder kan udnyttes i afgrødernes selvforsvar eller i sundhedsbeskyttende fødevarer. 

Miljøfremmede stoffer (kemiske forbindelser, der er fremmed for levende organismer) i landbruget omfatter anvendte pesticider samt forureninger, der ender i landbrugsjord gennem anvendelse af slam og gylle. Miljøkemi omhandler skæbne, effekter og reaktioner af de miljøfremmede stoffer. 

Primære metabolitter indgår i stofskiftet og er nødvendige for liv og vækst. Ændringer i det komplette billede af metabolitterne – metabolomet – illustrerer effekten, når en organisme udsættes for biologisk aktive naturstoffer eller miljøfremmede stoffer. 

Faciliteter

Både naturstoffer, miljøfremmede stoffer og primære metabolitter er små molekyler. Derfor er der stort overlap mellem de instrumenter og den ekspertise, der bruges i forskning i de tre grupper af stoffer. Vi er godt udstyret med alle de nødvendige instrumenter for forskning i disse områder, herunder LC-MSMS, LC-MSQTRAP, LC-TOF, GC-TOF og LC-MS-DAD. 

Vores nylige etablering af en GC-TOF platform for metabolomics har allerede ført til den første publicering af resultater af plante-plante interaktioner. Denne platform giver os gode muligheder i fremtiden for at beskrive virkningerne af biologisk aktive molekyler på den primære metabolisme i målorganismer og dermed beskrive både skadelige og beskyttende virkninger, før de er synlige for øjet. 

Vores forskning i små molekyler involverer processer såsom biosyntese, omdannelse i miljøet, mekanismer for optagelse og metabolisering i pattedyr, nedbrydningskinetik og metabolomics.

Vores projekter fokuserer på sådanne processer og på identifikation og kvantificering suppleret med avanceret databehandling. 

Perspektiver

Den økonomiske, politiske og sociale interesse for at videreudvikle et bæredygtigt landbrug og sikre sund jord og fødevarer bringer de små biologisk aktive molekyler i fokus, uanset om de er syntetisk producerede pesticider, naturstoffer eller primære metabolitter. 

Rester af pesticider i miljø og fødevarer er uønskede på grund af deres negative virkninger på miljøet og mulige trusler mod sundheden for mennesker, dyr og jordens gavnlige organismer. Vores fremtidige fokus er at generere mere viden om synergieffekter, tilsætningsstoffernes betydning for pesticiders skæbne og effekter samt om mekanismer for frigivelse af bundne restkoncentrationer. 

Naturstoffer (sekundære metabolitter) fungerer som naturligt forsvar i afgrøderne og har en række sundhedsbeskyttende egenskaber. Viden om mekanismerne bag sådanne positive effekter er afgørende for at kunne udnytte dem, og meget er endnu ikke forstået. Vi søger konstant forklaring på disse mekanismer i et tæt samarbejde mellem vores kemisk ekspertise og ekspertise fra læger, agronomer, biologer, humanpatologer, plantepatologer, molekylærbiologer, dyrlæger, ukrudtsforskere, mikrobiologer og statistikere. 

Vores teamleder har taget initiativ til og ledet en række tværfaglige projekter, herunder det europæiske FATEALLCHEM og det europæiske-latinamerikanske AMARANTH: FUTURE-FOOD

Nuværende projekter omfatter bl.a. BREAD AND BREAKFAST, RyeproC, og Ant Manure

Vores resultater og viden formidles i videnskabelige publikationer og undervisning, herunder ph.d.-kurset ”Hands-on LCMSMS - small molecules”, kandidatkurset ”Fate and Effects of Xenobiotics” og bachelorkurset ”Jordbrugets Økotoksikologi”.