Die meisten medizinisch relevanten Antibiotika werden von Mikroorganismen gebildet oder wurden aus mikrobiellen Wirkstoffen entwickelt. Trotz erheblicher weltweiter Anstrengungen in der Suche nach alternativen Quellen für Antiinfektiva wurde die erfolgreiche Strategie, mikrobielle Wirkstoff-Prinzipien zur Bekämpfung von Infektionskrankheiten zu nutzen, bislang von keinem anderen Konzept übertroffen. Angesichts der bedrohlich zunehmenden Resistenzbildung der Krankheitserreger gegen bewährte Antibiotika und dem Auftauchen neuer Infektionserkrankungen ist die Antiinfektiva-Forschung gefordert, wieder verstärkt nach besseren Wirkstoffen im Reich der Mikroorganismen zu suchen. Die Myxobakterien (Ordnung: Myxococcales) wurden durch die Arbeiten im HZI (vormals GBF) als eine sehr ergiebige Quelle für Wirkstoffe mit einzigartigen Strukturen und auch neuartigen Wirkprinzipien etabliert. So ist z.B. das Sorangicin ein ebenso wirksames Antibiotikum wie das klinisch angewandte Rifampicin. Soraphen setzte mit seiner antifungischen Pflanzenschutzwirkung neue Maßstäbe und offenbarte ein neues Ziel für antifungische Wirkstoffe, die Acetyl-CoA-carboxylase. Als besonders geeignet für die Krebsbehandlung hat sich Epothilon in klinischen Studien bewährt und steht daher kurz vor seiner Zulassung als Chemotherapheutikum. 

Die Arbeitsgruppe Mikrobielle Wirkstoffe vereinigt nun Mikrobiologen, Biotechnologen, Pharmazeuten und Naturstoffchemiker. Die Gruppe hat es sich zur Aufgabe gemacht, mit der Suche nach besser wirksamen Antibiotika in bislang wenig oder gar nicht untersuchte Arten der Myxobakterien und anderer Wirkstoffproduzenten vorzudringen. Für diese verstärkte Nutzung der Biodiversität werden neue Methoden entwickelt, um solche Arten für das Screening zu isolieren und zu kultivieren. Zudem werden genomische Informationen der Produzentenorganismen erarbeitet und verwendet, um das genetische Potenzial dieser Organismen zur Bildung neuer und veränderter Wirksubstanzen auszunutzen und deren Produktion zu verbessern. Im biologischen Screening wird ein breites Testspektrum (Bakterien, Pilze, Hefen, Zellkulturen, Enzyme), darunter auch antibiotika-resistente Stämme, zur Wirkstofferkennung benutzt. Chemisch werden die Extrakte durch analytische HPLC mit UV- und MS-Detektion auf neue, aber auch auf bekannte mikrobielle Produkte hin untersucht. Die neuen Substanzen werden isoliert und in ihrer Struktur aufgeklärt. Gleichzeitig werden die gereinigten Produkte in vielfältigen biologischen Systemen auf ihre Wirkung und die zugehörigen Wirkmechanismen hin geprüft.

Darüber hinaus werden die Substanzen zentrumsinternen und -externen akademischen oder auch industriellen Kooperationspartnern für spezielle Tests zur Verfügung gestellt, z.B. gegen Malaria und andere parasitäre Tropenkrankheiten. Als Erweiterung dieser infektions-relevanten Naturstoffforschung werden auch größere Substanzmengen biotechnologisch produziert, z. B. für chemische Studien der Arbeitsgrupppe Medizinische Chemie oder der Abteilung Chemische Biologie. Auch für die Translation aussichtsreicher Wirkstoffe in die Praxis stellt die Arbeitsgruppe Mikrobielle Wirkstoffe in Kooperation mit Industriepartnern die notwendigen Substanzmengen für die ersten Entwicklungsschritte durch Großfermentation und –aufarbeitung bereit.