Obituary Heinz-Gunter Floss (1934-2022)

Heinz-Günter Floss, ein weltweit anerkannter Biosynthesechemiker, verstarb am 19. Dezember. Er war einer der einflussreichsten Wissenschaftler bei der Erweiterung des Methodenspektrums zur Entschlüsselung der Biosynthesewege komplexer Naturstoffe. Zudem war er ein geschätzer Mentor für viele Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen, die später in seine Fußstapfen traten und durch ihn eine globale „wissenschaftliche Schule der Naturstoffe“ schufen. Heinz-Günter Floss, ein weltweit anerkannter Biosynthesechemiker und emeritierter Professor für Chemie an der University of Washington, verstarb am 19. Dezember 2022 in seinem Haus in Bellevue, Washington. Er war ein hoch geachteter und geschätzter Wissenschaftler, eine herausragende Persönlichkeit und ein hervorragender Lehrer und Mentor für viele junge Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen. Floss’ Arbeit beleuchtete auf brillante Weise, wie Pflanzen und Mikroben Naturstoffe biosynthetisieren, von denen viele für die menschliche Gesundheit von Bedeutung sind. Er ebnete maßgeblich den Weg, komplexe Naturstoffe über die Gentechnik zum Wohle der Menschheit zu erzeugen. Sein Labor war bekannt für seine interdisziplinären Ansätze und unter Einbeziehung der neuesten Technologien entschlüsselte er die Stoffwechselwege für die Biosynthese von Naturstoffen. Dieser Pioniergeist wurde von Floss kultiviert, der nahezu 150 Doktoranden und Doktorandinnen wie auch Postdoktoranden und Postdoktorandinnen ausbildete. Viele wurden Universitätsprofessoren und -professorinnen oder auch führende Vertreter und Vertreterinnen der Industrie, und führen somit sein wissenschaftliches Erbe fort. Heinz Floss wurde am 28. August 1934 in Berlin, Deutschland, geboren. Er studierte Chemie an der Technischen Universität Berlin und verfasste dort seine Diplomarbeit unter der Leitung von Prof. Friedrich Weygand. In seiner Diplomarbeit arbeitete Floss auch mit Helmut Simon, einem Assistenten von Weygand, zusammen. Es ging um die Umlagerung von Diazoketonen unter Verwendung von radioaktiven Substraten. Sowohl Simon als auch Floss sollten später ein einflussreiches Buch über Isotopenmarkierung in der organischen Chemie und Biochemie verfassen. Als Weygand 1958 an die Technische Universität München wechselte, folgte ihm Floss zur Promotion. Die Doktorarbeit befasste sich mit der Biosynthese von Mutterkornalkaloiden in Pilzen und führte Floss so zur Biosynthese von Naturstoffen. Diese Arbeit wurde in Zusammenarbeit mit Prof. Kurt Mothes und Prof. Detlef Gröger in Halle, Ostdeutschland, an dem Institut, das heute als Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie (IPB) bekannt ist, durchgeführt. In Zeiten des Kalten Krieges war dies eine ungewöhnliche Art der Zusammenarbeit und Betreuung. Aufgrund der damals durchlässigeren Grenze, kurz vor dem Mauerbau, reiste Heinz Floss regelmäßig mit dem Zug nach Halle. Aus dieser intensiven innerdeutschen Zusammenarbeit entwickelte sich eine langjährige Freundschaft. Sowohl die charismatische Persönlichkeit des Pflanzenbiochemikers Mothes als auch die Betreuung durch den organischen Chemiker Weygand haben das Interesse von Heinz Floss an der Biosynthese von Naturstoffen maßgeblich geweckt. Diese Jahre waren für ihn eine sensibilisierende Erfahrung, da er weiterhin sowohl den Biowissenschaften als auch der Chemie gegenüber aufgeschlossen blieb und ihre ganz eigenen wissenschaftlichen Ansätze und experimentellen Methoden miteinander kombinierte. Nur so war es möglich, die Wege der Natur zur Herstellung von Naturstoffen zu entschlüsseln. Dies blieb das besondere Credo seiner späteren wissenschaftlichen Arbeit und seines Labors. Heinz Floss war ohne Frage ein Pionier in der Abkehr von der traditionellen Naturstoffchemie hin zu interdisziplinären Ansätzen mit anspruchsvollen Isotopenmarkierungsstudien und einer Vielzahl modernster biologischer Methoden (Abb. 1). Heinz-Günter Floss und seine Frau Inge bei der Verleihung der Ehrendoktorwürde durch die Universität Freiburg im Jahr 2014. Nach seiner Promotion 1961 und während seiner Habilitation (München 1966) verbrachte Heinz Floss, begleitet von seiner Frau Inge und drei seiner vier Kinder, einige Zeit (1964–65) an der University of California, Davis, wo er im Labor von Prof. Eric E. Conn zu Gast war. Die Arbeit über das Mutterkorn hatte Floss mit Prof. Varro E. (Tip) Tyler bekannt gemacht, einem der Gründerväter der modernen Pharmakognosie in den Vereinigten Staaten. Tyler war sowohl von Floss’ Arbeit als auch von seiner Persönlichkeit sehr beeindruckt, und als er 1966 Dekan der Pharmazie an der Purdue University wurde, bot er Floss eine Fakultätsstelle in der Abteilung für Medizinische Chemie an. Dieses “Angebot”, das so rudimentär war wie “Ich werde dafür sorgen, dass Sie es nicht bereuen werden”, gibt einen Einblick in Floss’ Persönlichkeit: Er war ein Mann, der es verstand, an einer guten Sache festzuhalten, wenn er sie gefunden hatte. An der Purdue University erweiterte Floss seine Arbeitsgebiete um stereochemische Aspekte und enzymatische Mechanismen. Er war fasziniert von der Enzymkatalyse, und mit seinem Talent, seiner Kreativität und seiner Fähigkeit, sich in komplexe biochemische Probleme einzuarbeiten, machte er sich schnell einen Namen auf diesem Gebiet. Eine seiner herausragenden Arbeiten war die Untersuchung chiraler Methylgruppen, inspiriert durch die elegante Arbeit von Prof. Duilio Arigoni an der ETH Zürich. Er benutzte chemische und biochemische Werkzeuge, um stereoselektiv isotopenmarkierte Methylgruppen mit drei Wasserstoffisotopen zu erzeugen, und entwickelte Assays, um die Kontrolle der Chiralität in enzymkatalysierten Reaktionen zu verstehen. Ebenfalls an der Purdue University begann Floss, sich mit der Biosynthese von Antibiotika zu beschäftigen. Durch diese neue Ausrichtung seiner Arbeit lernte Floss Sir David Hopwood, einen Pionier der Streptomyceten-Genetik am John Innes Centre in Norwich, und Prof. Satoshi Omura, einen weltweit anerkannten Antibiotika-Forscher und Nobelpreisträger 2015, kennen. Gemeinsam zeigten sie, dass Gentechnik und kombinatorische Biosynthese zu neuen Hybridantibiotika führen können, die in der Natur nicht vorkommen. 1982 wechselte Heinz Floss an die Ohio State University, wo er den Lehrstuhl für Chemie übernahm und eine dynamische und produktive Forschungsgruppe etablierte. Dort arbeitete er mit dem Mikrobengenetiker Prof. William R. Strohl zusammen und machte sich so mit der Molekulargenetik vertraut. Nach seinem Wechsel an die University of Washington (UW), Seattle, im Jahr 1987 begann Floss, molekulargenetische Ansätze in seinen Laboratorien anzuwenden. In den folgenden 18 Jahren an der UW nutzte seine Gruppe die Werkzeuge der Chemie, Enzymologie und Molekulargenetik, um die Biosynthese einer Reihe wichtiger Naturstoffe zu untersuchen. Zu diesen sind das Rifamycin (in Zusammenarbeit mit C. R. Hutchinson), Ansamitocin P3 (mit Eckhard Leistner), Taxol (mit Rodney Croteau), Acarbose (mit Wolfgang Piepersberg), Validamycin (mit Zixin Deng), sowie Granaticin, Thiostrepton und Asukamycin zu zählen. In den 40 Jahren seiner akademischen Laufbahn betreute Floss 70 Doktoranden, 75 Postdocs und beherbergte 15 Gastprofessoren und Gastprofessorinnen. Er galt als Meister in der Ausbildung zahlreicher talentierter Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen weltweit, und er beeinflusste auch so die Entwicklung des Fachgebiets der Naturstoffchemie maßgeblich. Sein persönliches Umfeld bewunderte ihn dafür, dass er die wissenschaftliche Neugier und Unabhängigkeit förderte und sich für jeden Einzelnen, jede Einzelne einsetzte, auch noch nach dem Verlassen seines Labors. Es war die interdisziplinäre Kombination der in seinem Labor verwendeten Techniken, die es so vielen seiner Schüler und Schülerinnen und Postdocs ermöglichte, erfolgreich akademische Karrieren in so unterschiedlichen Bereichen wie Pharmazie, Chemie, Biochemie, Mikrobiologie und Molekulargenetik zu verfolgen. Die deutsche Wissenschaft und insbesondere die Naturstoffchemie erfuhren durch Heinz Floss einen tiefgreifenden Aufschwung und weltweite Bedeutung. Der heutige Stand der Naturstoffchemie in Deutschland und der Schweiz wäre ohne Heinz Floss nicht denkbar. Aber nicht nur in Europa, sondern auch in Nordamerika und Ostasien gründeten sich unter seiner Anleitung wichtige “Naturstoffschulen”. Einige ausgewählte Zitate von ehemaligen Schülern und Mitarbeitern anlässlich der Verleihung der Ehrendoktorwürde durch die Universität Freiburg im Jahr 2014 geben einen Einblick in sein persönliches und inspirierendes Mentoring: “And to this day, I find that the most satisfying outcome of my own work is that I have been able to help mentor, guide and prepare young investigators for independent careers much in the style of Heinz. A true role model.” Bradley Moore, 24. September 2014 “However the most important, and often hidden, legacy of a professor is in the education and long term inspiration of new researchers, who then transmit this in their own way to the next generation. In this regard especially, Heinz has been a truly grand master who has educated a host of accomplished scientists and profoundly influenced the way a very large field of science has developed.” John Vederas, 23. September 2014, “Ich habe eine Reihe von Menschen getroffen, die ich als Wissenschaftler bewunderte. Ich habe auch eine Reihe von Menschen getroffen, die ich wegen ihrer Persönlichkeit schätzte. Ich habe nur sehr wenige getroffen, die ich für beides bewunderte, und Heinz Floss ist eindeutig das beste Beispiel dafür.” Lutz Heide, 18. Oktober 2014 Während seiner wissenschaftlichen Laufbahn veröffentlichte Floss fast 450 Forschungsartikel. Er erhielt zahlreiche Ehrungen und Auszeichnungen, darunter den Humboldt-Forschungspreis (1980), den ASP Research Achievement Award (1988), den Award in Microbial Chemistry des Kitasato Instituts und der Kitasato Universität (1988) und den White Magnolia Commemoration Award and Medal, Shanghai (1995). Die Purdue University (1986), die Universität Bonn (2001) und die Universität Freiburg (2014) verliehen ihm die Ehrendoktorwürde (Abbildung 1). Heinz Floss war ein Mann mit vielen Talenten. Seine wissenschaftlichen Errungenschaften und sein persönliches Leben als Ehemann, Vater und Großvater sind kongruent mit einer starken Arbeitsmoral und werden von dieser unterstrichen. Seine Bewunderung für die asiatische Kultur und die Kunst der indigenen Völker Nordamerikas sowie seine Liebe zum Reisen teilte er mit seiner geliebten Frau Inge. Nur wenige Wochen vor seinem Tod konnten sie nochmal nach Kyoto, Japan, einem seiner Lieblingsorte, zurückkehren. Dass er Chemiker (und nicht Elektroingenieur) wurde, war allerdings fast reiner Zufall, und für viele von uns war es ein großes Glück. Wir sind unglaublich dankbar für die Zeit, die wir unter seiner Anleitung verbringen durften, und für seine anhaltende Freundschaft auch Jahrzehnte nach unserem eigenen wissenschaftlichen Erwachsensein. Sein Tod am 19. Dezember 2022 ist ein Anlass, über seine herausragende Persönlichkeit, seine bemerkenswerte Karriere und seine großen Beiträge zur Wissenschaft zu reflektieren. Wir danken Brad Moore, John Vederas und Lutz Heide für ihre Zustimmung, ihre Zitate in diesem Artikel verwenden zu dürfen, und Hanna Floss für die Bereitstellung eines Fotos ihres Vaters.