DE10003573A1 - Inhibition of carbohydrate-modifying enzymes in host organisms - Google Patents

Inhibition of carbohydrate-modifying enzymes in host organisms

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DE10003573A1
DE10003573A1 DE2000103573 DE10003573A DE10003573A1 DE 10003573 A1 DE10003573 A1 DE 10003573A1 DE 2000103573 DE2000103573 DE 2000103573 DE 10003573 A DE10003573 A DE 10003573A DE 10003573 A1 DE10003573 A1 DE 10003573A1
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Abstract

The present invention relates to a method for the post-translational inhibition of a carbohydrate-modified enzyme in a host organism, preferably a transgenic plant. A gene that codes for a peptide or a protein is expressed in the host organism. Said peptide or protein is provided with at least one of the following characteristics: (a) said peptide or protein binds to the carbohydrate-modified enzyme and inhibits the activity thereof, (b) binds, modifies or decomposes a specifically or selectively acting cofactor for the carbohydrate-modified enzyme, (c) binds, modifies or decomposes a specific substrate for the carbohydrate-modified enzyme or (d) catalyses the synthesis of an organic or inorganic compound, whereby said synthesis directly or indirectly inhibits the carbohydrate-modified enzyme. In a preferred embodiment, the peptide or protein is linked to an additional peptide or protein which allows the inhibiting peptide or protein to be localised within a specific cell compartment of the cells pertaining to the host organism.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur posttranslationalen Hemmung eines Kohlenhydrat-modifizierenden Enzyms in Wirtsorganismen, vorzugsweise in einer transgenen Pflanze, und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Pflanze.The present invention relates to a method for post-translational inhibition of a carbohydrate-modifying Enzyme in host organisms, preferably in a transgenic Plant, and a suitable one for carrying out the method Plant.

Kohlenhydrate spielen eine wesentliche Rolle im Metabolismus von Organismen, sowohl als eigenständige Moleküle, z. B. Stärke in Pflanzen, als auch in chemisch an andere Stoffklassen gebundenen Formen, z. B. bei der Glykosylierung von Proteinen. In tierischen Zellen spielen die Glykosylierungsreste sowie auch deren spezifische Struktur eine wichtige Rolle in der subzellulären Lokalisation der betreffenden glykosylierten Proteine. Durch die Fortschritte in der Gentechnologie ist es möglich geworden, in einem transgenen Organismus gezielt die Zusammensetzung von Kohlenhydraten, z. B. modifizierte Stärke in Kartoffeln, oder diejenige der Glykosylierungsseitenketten von Proteinen, z. B. in transgenen Pflanzen, zu verändern. Damit können einerseits neue Anwendungen für bekannte Produkte, z. B. durch Verbesserung von deren Eigenschaften, wie bei Kartoffelstärke durch Entwicklung von transgenen Pflanzen, die homogene, einkomponentige modifizierte Stärke erzeugen, ermöglicht werden. Andererseits können funktionelle Veränderungen z. B. an in Pflanzen produzierten humanen Proteinen erreicht werden, die für therapeutische Zwecke eingesetzt werden sollen, indem beispielsweise durch die Ausschaltung der Aktivität der β-1,2-N- Acetylglucosaminyltransferase I (GnTI) die ansonsten in Pflanzen erfolgende Anknüpfung von α(1,3)Fucose- und β(1,2)Xylose-Resten an das vorliegende proteingebundene Glykosylierungsgrundgerüst vom "high-mannose-type" unterbunden wird. Dadurch kann eine humane Immunverträglichkelt erreicht werden, die ansonsten bei der typischen pflanzlichen Glykosylierungsstruktur nicht gegeben ist.Carbohydrates play an essential role in metabolism of organisms, both as independent molecules, e.g. B. Strength in plants, as well as chemically to other substance classes bound forms, e.g. B. in the glycosylation of proteins. In animal cells, the glycosylation residues play as well their specific structure also plays an important role in the subcellular localization of the relevant glycosylated Proteins. Because of advances in genetic engineering, it is become possible in a transgenic organism Composition of carbohydrates, e.g. B. modified starch in potatoes, or that of the glycosylation side chains of proteins, e.g. B. in transgenic plants. On the one hand, this enables new applications for familiar ones Products, e.g. B. by improving their properties, such as with potato starch through development of transgenic plants, which produce homogeneous, one-component modified starch, be made possible. On the other hand, functional Changes z. B. human produced in plants Proteins can be obtained for therapeutic purposes should be used, for example, by the Switching off the activity of the β-1,2-N- Acetylglucosaminyltransferase I (GnTI) the otherwise in Plant connection of α (1,3) fucose and β (1,2) xylose residues to the present protein-bound High-mannose-type glycosylation backbone prevented becomes. This can achieve a human immune tolerance  that are otherwise typical of the vegetable Glycosylation structure is not given.

Diese Modifizierungsansätze werden bisher üblicherweise durch die weit verbreitete Antisense- oder Co-Suppressions-Technologie angestrebt. Die Nachteile dieser Methoden liegen beispielsweise in ihrer bekannten schwierigen quantitativen Reproduzierbarkeit und Steuerbarkeit. Zudem werden meist nur partielle Effekte erzielt, die zwar in Einzelfällen bei modifizierten direkten Produkten tolerierbar sein mögen, jedoch keinesfalls bei der Hemmung einer Enzymfunktion. So muß im Beispiel der GnTI-Hemmung eine vollständige Ausschaltung der Enzymfunktion über den gesamten Lebenszyklus einer Produktionspflanze für ein humanes Therapeutikum gewährleistet sein, da sonst noch Spuren oder sogar höhere Anteile der unerwünschten Ausgangsstrukturen im Produkt enthalten sein können. Besonders wichtig ist dies bei sehr effizienten und in nur geringen Mengen vorkommenden Enzymen und bei sehr stabilen Enzymen mit einer langen Halbwertszeit. Greift die Antisense- oder Co-Suppressions-Ausschaltung eines spezifischen Enzyms nur partiell, so werden nach wie vor zumindest kleine Mengen des betreffenden Enzyms gebildet, die dann die unerwünschte Modifizierung verursachen. Ein derartig verunreinigtes Produkt ist z. B. für therapeutische Anwendungen nicht geeignet.So far, these modification approaches are usually carried out by the widespread antisense or Co-suppression technology sought. The disadvantages of this Methods are, for example, in their known difficult quantitative reproducibility and controllability. In addition mostly only partial effects are achieved, which in Individual cases with modified direct products are tolerable may be, but in no way in inhibiting one Enzyme function. So in the example of GnTI inhibition one complete deactivation of the enzyme function over the entire Life cycle of a production plant for a human Therapeutic agent must be guaranteed, otherwise there are traces or even higher proportions of the undesirable starting structures in the Product may be included. This is particularly important for very efficient and occurring in only small quantities Enzymes and with very stable enzymes with a long one Half-life. Attacks the antisense or Co-suppression of a specific enzyme only partially, so at least small amounts of the enzyme in question, which is then the unwanted Cause modification. Such a contaminated product is z. B. not suitable for therapeutic applications.

Somit liegt der Erfindung im wesentlichen das technische Problem zugrunde, ein Verfahren zur Hemmung von Kohlenhydrat- modifizierenden Enzymen in Wirtsorganismen zur Verfügung zu stellen, das die Nachteile der im Stand der Technik beschriebenen Verfahren nicht aufweist, d. h. vor allem gewährleistet, daß die Hemmung zuverlässig und im wesentlichen vollständig ist.The invention is therefore essentially technical Problem, a method of inhibiting carbohydrate modifying enzymes in host organisms represent the disadvantages of the prior art does not have the described method, d. H. especially ensures that the escapement is reliable and essentially is complete.

Die Lösung dieses technischen Problems wird durch die Bereitstellung der in den Patentansprüchen gekennzeichneten Ausführungsformen erreicht. The solution to this technical problem is provided by Provision of those identified in the claims Embodiments achieved.  

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, das nicht an der Transkription der für das betreffende Enzym codierenden cDNA durch Antisense- oder Co-Suppression, d. h. Überexpression der betreffenden cDNA in Antisense- oder in Sense-Richtung, ansetzt, sondern - wesentlich besser steuerbar - posttranslational an der enzymatischen Aktivität des Enzyms selbst. Dies wird durch die Expression eines Gens in dem Wirtsorganismus erreicht, das für ein Peptid oder Protein codiert, das mindestens eine der folgenden Eigenschaften aufweist: (a) es bindet an das Kohlenhydrat-modifizierende Enzym selbst und hemmt dessen Aktivität, (b) es bindet, modifiziert oder baut einen spezifischen oder selektiv wirkenden Cofaktor für das Kohlenhydrat-modifizierende Enzym ab, (c) es bindet, modifiziert oder baut ein spezifisches Substrat für das Kohlenhydrat-modifizierende Enzym ab, oder (d) es katalysiert die Synthese einer organischen oder anorganischen Verbindung, die das Kohlenhydrat-modifizierende Enzym direkt oder indirekt hemmt.The present invention relates to a method that does not the transcription of the coding for the enzyme in question cDNA by antisense or co-suppression, d. H. Overexpression the cDNA in question in the antisense or sense direction, starts, but - much more controllable - post-translational on the enzymatic activity of the enzyme itself. This is expressed by the expression of a gene in the Host organism achieved that for a peptide or protein encodes that at least one of the following properties comprises: (a) it binds to the carbohydrate-modifying Enzyme itself and inhibits its activity, (b) it binds, modifies or builds a specific or selective acting cofactor for the carbohydrate-modifying enzyme ab, (c) it binds, modifies or builds a specific one Substrate for the carbohydrate-modifying enzyme, or (d) catalyzes the synthesis of an organic or inorganic compound that modifies the carbohydrate Inhibits enzyme directly or indirectly.

Die vorliegende Erfindung weist gegenüber der bekannten Antisense- und Co-Suppressions-Technologie zur Ausschaltung endogener Enzymfunktionen in einem Organismus insbesondere den Vorteil auf, daß nicht von der Proteinexpression in der ersten Zelle des Organismus an eine vollständige Unterdrückung der Enzymproduktion erfolgen muß, sondern zum geeigneten Zeitpunkt die Enzymfunktions-Hemmung aktiviert werden kann. Beispielsweise ergibt sich für die Hemmung der Funktion von GnTI ein wesentlicher Vorteil: Solange die Antisense- oder Co-Suppression der GnTI-Genexpression nicht vollständig ist, können nach wie vor einige Moleküle des GnTI-Enzyms gebildet werden. Da dieses Enzym sehr effizient ist, reichen die verbleibenden Moleküle aus, um die unerwünschten Xylose- und Fucose-Reste an die getrimmte "high-mannose'-Glykosylierungs­ grundstruktur anzuknüpfen und damit die Wirksamkeit des Antisense- oder Co-Suppressionsansatzes zunichte zu machen. Führt man dagegen in einer Pflanze zu einem gewünschten Zeitpunkt die funktionshemmende Reaktion beispielsweise durch Aktivierung eines induzierbaren Promotors aus, der die Inhibitor-codierende cDNA steuert, so kann eine vollständige Hemmungsreaktion erfolgen. Der benötigte Zeitraum bis zur Vollständigkeit der Hemmung ist von der "On-Rate" des Inhibitors abhängig und kann experimentell ermittelt werden. Sobald die Hemmungsreaktion vollständig ist, kann, z. B. in einer Bioreaktor-Pflanze, die Produktion eines therapeutischen Proteins über einen zweiten induzierten Promotor kontrolliert aktiviert werden. Durch die vollständige Hemmung der Enzymfunktion besteht kein Risiko einer falschen "Hintergrundreaktion" mehr. Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorteil besteht darin, daß eventuell auftretende physiologische oder Wachstumsstörungen (oder bei Pflanzen agronomische oder Resistenzbeeinträchtigungen) vermieden werden können, da erst zu einem späten Zeitpunkt kurz vor der Produktion des erwünschten Stoffes die Modifizierung des Kohlenhydrats abgeschaltet wird. Bei diesem erfindungsgemäßen Ansatz sind z. B. Antikörper oder Fragmente davon besonders geeignet, da es sich dabei um in Wirtsorganismen sehr stabile und folglich effiziente Moleküle handelt.The present invention has over the known Antisense and co-suppression technology for switching off endogenous enzyme functions in an organism, in particular Advantage on that not from protein expression in the first Cell of the organism to complete suppression of the Enzyme production must take place, but at the appropriate time the enzyme function inhibition can be activated. For example, the inhibition of the function of GnTI a major advantage: As long as the antisense or Co-suppression of GnTI gene expression is not complete, can still form some molecules of the GnTI enzyme become. Since this enzyme is very efficient, they are sufficient remaining molecules from the unwanted xylose and Fucose residues on the trimmed "high mannose" glycosylation base structure and thus the effectiveness of the Destroy antisense or co-suppression approach. If, on the other hand, one leads to a desired one in a plant Time, for example, by the function-inhibiting reaction  Activation of an inducible promoter that the Inhibitor-encoding cDNA controls can be complete Inhibition reaction take place. The time required until Completeness of the inhibition is dependent on the "on-rate" of the Inhibitors dependent and can be determined experimentally. Once the inhibition reaction is complete, e.g. B. in a bioreactor plant, the production of a therapeutic Protein controlled via a second induced promoter to be activated. By completely inhibiting the Enzyme function is not at risk of wrong "Background reaction" more. Another according to the invention The advantage is that any that occur physiological or growth disorders (or in plants agronomic or resistance impairments) avoided can be, because only at a late point shortly before the Production of the desired substance the modification of the Carbohydrate is switched off. In this invention Approach are e.g. B. antibodies or fragments thereof particularly suitable because it is very stable in host organisms and consequently efficient molecules.

Somit betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur posttranslationalen Hemmung eines Kohlenhydrat-modifizierenden Enzyms in einem Wirtsorganismus, das sich dadurch auszeichnet, daß in dem Wirtsorganismus ein Gen exprimiert wird, das für ein Peptid oder Protein codiert, das mindestens eine der folgenden Eigenschaften aufweist:
The present invention thus relates to a method for post-translational inhibition of a carbohydrate-modifying enzyme in a host organism, which is characterized in that a gene is expressed in the host organism which codes for a peptide or protein which has at least one of the following properties:

  • a) es bindet an das Kohlenhydrat-modifizierende Enzym selbst und hemmt dessen Aktivität;a) it binds to the carbohydrate-modifying enzyme itself and inhibits its activity;
  • b) es bindet, modifiziert oder baut einen spezifischen oder selektiv wirkenden Cofaktor für das Kohlenhydrat- modifizierende Enzym ab;b) it binds, modifies or builds a specific one or selective cofactor for the carbohydrate modifying enzyme;
  • c) es bindet, modifiziert oder baut ein spezifisches Substrat für das Kohlenhydrat-modifizierende Enzym ab; oderc) it binds, modifies or builds a specific one Substrate for the carbohydrate-modifying enzyme; or
  • d) es katalysiert die Synthese einer organischen oder anorganischen Verbindung, die das Kohlenhydrat- modifizierende Enzym direkt oder indirekt hemmt.d) it catalyzes the synthesis of an organic or inorganic compound that the carbohydrate  modifying enzyme directly or indirectly inhibits.

Der hier verwendete Ausdruck "Kohlenhydrat-modifizierendes Enzym" betrifft jegliches Enzym, das in der Biosynthese von freien Kohlenhydraten im Organismus involviert ist und den Aufbau von freien oligo- oder polymeren Kohlenhydraten katalysiert, in der Biosynthese von freien Kohlenhydraten im Organismus involviert ist und freie mono-, oligo- oder polymere Kohlenhydrate modifiziert, oder in der Biosynthese von freien Kohlenhydraten im Organismus involviert ist und freie oligo- oder polymere Kohlenhydrate degradiert. Auch ist jegliches Enzym gemeint, das in der Biosynthse von an andere Stoffe, insbesondere Proteine, gebundenen Kohlenhydraten im Organismus involviert ist und den Aufbau von gebundenen mono-, oligo- oder polymeren Kohlenhydraten katalysiert, in der Biosynthese von an andere Stoffe, insbesondere Proteine, gebundenen Kohlenhydraten im Organismus involviert ist und gebundene mono-, oligo- oder polymere Kohlenhydrate modifiziert oder in der Biosynthese von an andere Stoffe, insbesondere Proteine, gebundenen Kohlenhydraten im Organismus involviert ist und gebundene mono-, oligo- oder polymere Kohlenhydrate degradiert.The term "carbohydrate-modifying." Enzyme "refers to any enzyme used in the biosynthesis of free carbohydrates is involved in the organism and the Structure of free oligomeric or polymeric carbohydrates catalyzed in the biosynthesis of free carbohydrates in Organism is involved and free mono-, oligo- or polymeric carbohydrates modified, or in biosynthesis of free carbohydrates is involved in the organism and free oligomeric or polymeric carbohydrates degraded. Is too any enzyme meant in the biosynthesis of others Substances, especially proteins, bound carbohydrates in the Organism is involved and the construction of bound mono-, catalyzed oligomeric or polymeric carbohydrates in the Biosynthesis of other substances, in particular proteins, bound carbohydrates is involved in the organism and bound mono-, oligo- or polymeric carbohydrates modified or in the biosynthesis of other substances, especially proteins, bound carbohydrates in the organism is involved and bound mono-, oligo- or polymers Carbohydrates degraded.

Verfahren zur Konstruktion der für das erfindungsgemäße Verfahren benötigten Nucleinsäurekonstrukte, d. h. Nucleinsäurekonstrukte, die das zu exprimierende Gen enthalten, sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise auch in gängigen Standardwerken beschrieben (z. B. Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2. Aufl. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY). Das Gen liegt vorzugsweise in einen Vektor inseriert vor, wobei es sich bei dem Vektor insbesondere um ein Plasmid, ein Cosmid, ein Virus, einen Bacteriophagen oder einen anderen in der Gentechnik üblichen Vektor handelt. Diese Vektoren können weitere Funktionseinheiten besitzen, die eine Stabilisierung des Vektors im Wirtsorganismus bewirken. Ferner können bei Verwendung einer Pflanze als Wirtsorganismus "left border"- und "right border"-Sequenzen agrobakterieller T-DNA enthalten sein, wodurch eine stabile Integration in das Erbgut von Pflanzen ermöglicht wird. Ferner kann eine Terminationssequenz vorhanden sein, die der korrekten Beendigung der Transkription sowie der Addition einer Poly-A-Sequenz an das Transkript dient. Derartige Elemente sind in der Literatur beschrieben (Gielen et al., EMBO J. 8 (1989), 23-29) und beliebig aus­ tauschbar. Bei der Verwendung in Pflanzen können diese Vektoren beispielsweise den Terminator des Octopinsynthase- Gens aus Agrobakterien enthalten.Process for the construction of the for the invention Methods required nucleic acid constructs, i.e. H. Nucleic acid constructs that contain the gene to be expressed are known to the person skilled in the art and, for example, also described in common standard works (e.g. Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2nd ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY). The Gen is preferably inserted into a vector, whereby it the vector is in particular a plasmid, a cosmid, a virus, a bacteriophage or another in the Genetic engineering usual vector acts. These vectors can have other functional units that stabilize of the vector in the host organism. Furthermore, at Use of a plant as a host organism "left border" -  and contain "right border" sequences of agrobacterial T-DNA be, whereby a stable integration into the genome of Planting is made possible. Furthermore, a termination sequence be present, the correct completion of the transcription and the addition of a poly-A sequence to the transcript serves. Such elements are described in the literature (Gielen et al., EMBO J. 8 (1989), 23-29) and any exchangeable. When used in plants, these can Vectors, for example, the terminator of octopine synthase Agrobacterial gene included.

Zur Vorbereitung der Einführung gewünschter Gene in Wirtsorganismen, z. B. höhere Pflanzen, stehen eine große Anzahl von Klonierungsvektoren zur Verfügung, die ein Replikationssignal für E.coli und ein Markergen zur Selektion transformierter Bakterienzellen enthalten. Beispiele für derartige Vektoren sind pBR322, pUC-Serien, M13mp-Serien, pACYC184 usw. Das gewünschte Gen kann an einer passenden Restriktionsschnittstelle in den Vektor eingeführt werden. Das erhaltene Plasmid wird für die Transformation von E.coli-Zel­ len verwendet. Transformierte E.coli-Zellen werden in einem geeigneten Medium angezogen, anschließend geerntet und lysiert. Das Plasmid wird wiedergewonnen. Als Analysemethode zur Charakterisierung der gewonnenen Plasmid-DNA werden im allgemeinen Restriktionsanalysen, Gelelektrophoresen und weitere biochemisch-molekularbiologische Methoden eingesetzt. Nach jeder Manipulation kann die Plasmid-DNA gespalten und gewonnene DNA-Fragmente können mit anderen DNA-Sequenzen ver­ knüpft werden.To prepare the introduction of desired genes in Host organisms, e.g. B. higher plants, are large Number of cloning vectors available, one Replication signal for E.coli and a marker gene for selection contain transformed bacterial cells. examples for such vectors are pBR322, pUC series, M13mp series, pACYC184 etc. The desired gene can be found on a suitable gene Restriction interface to be introduced into the vector. The Plasmid obtained is used for the transformation of E. coli cell len used. Transformed E.coli cells are in one suitable medium, then harvested and lysed. The plasmid is recovered. As a method of analysis to characterize the plasmid DNA obtained in general restriction analysis, gel electrophoresis and other biochemical-molecular biological methods used. After each manipulation, the plasmid DNA can be cleaved and DNA fragments obtained can be ver with other DNA sequences be knotted.

Für die Einführung der vorstehenden Nucleinsäurekonstrukte bzw. Vektoren in eine Pflanzenzelle stehen eine Vielzahl von Techniken zur Verfügung. Diese Techniken umfassen die Transformation von Pflanzenzellen mit T-DNA unter Verwendung von Agrobacterium tumefaciens oder Agrobacterium rhizogenes als Transformationsmittel, die Fusion von Protoplasten, die Injektion oder Elektroporation von DNA, die Einbringung von DNA mittels der biolistischen Methode sowie weitere Möglichkeiten.For the introduction of the above nucleic acid constructs or vectors in a plant cell are a variety of Techniques available. These techniques include the Transformation of plant cells using T-DNA from Agrobacterium tumefaciens or Agrobacterium rhizogenes as a means of transformation, the fusion of protoplasts, the Injection or electroporation of DNA, the introduction of  DNA using the biolistic method and others Possibilities.

Bei der Injektion und Elektroporation von DNA in Pflanzenzel­ len werden an sich keine speziellen Anforderungen an die ver­ wendeten Plasmide gestellt. Es können einfache Plasmide, wie pUC-Derivate, verwendet werden. Sollen aber aus derartig transformierten Zellen ganze Pflanzen regeneriert werden, sollte ein selektierbarer Marker vorhanden sein. Geeignete selektierbare Marker sind dem Fachmann bekannt und hierzu zählen beispielsweise das Neomycinphosphotransferase-Gen, das Phosphinotricinacetyltransferase-Gen oder das Hygromycinphosphotransferase-Gen. Je nach Einführungsmethode gewünschter Gene in die Pflanzenzelle können weitere DNA- Sequenzen erforderlich sein. Werden z. B. für die Transformation der Pflanzenzelle das Ti- oder Ri-Plasmid verwendet, so muß mindestens die rechte Begrenzung, häufig jedoch die rechte und linke Begrenzung der Ti- und Ri-Plasmid T-DNA als Flankenbereich mit den einzuführenden Genen verbunden werden.For the injection and electroporation of DNA into plant cells len are in themselves no special requirements for the ver plasmids used. Simple plasmids, such as pUC derivatives can be used. But from such transformed cells whole plants are regenerated, there should be a selectable marker. Suitable Selectable markers are known to the person skilled in the art and for this purpose include the neomycin phosphotransferase gene, the Phosphinotricin acetyltransferase gene or that Hygromycin phosphotransferase gene. Depending on the implementation method desired genes in the plant cell can add further DNA Sequences may be required. Are z. B. for the Transformation of the plant cell, the Ti or Ri plasmid used, at least the right limit, often however, the right and left boundaries of the Ti and Ri plasmid T-DNA as a flank area with the genes to be introduced get connected.

Werden für die Transformation Agrobakterien verwendet, muß die einzuführende DNA in spezielle Plasmide kloniert werden, und zwar entweder in einen intermediären Vektor oder in einen bi­ nären Vektor (vgl. nachstehende Beispiele 1-3). Intermediäre Vektoren können aufgrund von Sequenzen, die homolog zu Sequenzen der T-DNA sind, durch homologe Rekombination in das Ti- oder Ri-Plasmid der Agrobakterien integriert werden. Dieses enthält außerdem die für den Transfer der T-DNA notwendige vir-Region. Intermediäre Vektoren können nicht in Agrobakterien replizieren. Mittels eines Helferplasmids kann der intermediäre Vektor auf Agrobacterium tumefaciens übertragen werden. Binäre Vektoren können sowohl in E.coli als auch in Agrobakterien replizieren. Sie enthalten ein Selektionsmarker-Gen und einen Linker oder Polylinker, welche von der rechten und linken T-DNA Grenzregion eingerahmt werden. Sie können direkt in die Agrobakterien transformiert werden. Das als Wirtszelle dienende Agrobakterium sollte ein Plasmid, das eine vir-Region trägt, enthalten. Die vir-Region ist für den Transfer der T-DNA in die Pflanzenzelle notwendig. Zusätzliche T-DNA kann vorhanden sein. Das derartig transformierte Agrobakterium wird zur Transformation von Pflanzenzellen verwendet.If Agrobacteria are used for the transformation, the DNA to be inserted is cloned into special plasmids, and either in an intermediate vector or in a bi när vector (see Examples 1-3 below). Intermediaries Vectors may be due to sequences that are homologous to Sequences of the T-DNA are, by homologous recombination in the Ti or Ri plasmid of the agrobacteria can be integrated. This also contains those for the transfer of T-DNA necessary vir region. Intermediate vectors cannot Replicate agrobacteria. Using a helper plasmid the intermediate vector on Agrobacterium tumefaciens be transmitted. Binary vectors can be found in both E.coli and also replicate in agrobacteria. They contain one Selection marker gene and a linker or polylinker, which framed by the right and left T-DNA border region become. They can be transformed directly into the agrobacteria  become. The agrobacterium serving as the host cell should be Plasmid carrying a vir region included. The vir region is necessary for the transfer of T-DNA into the plant cell. Additional T-DNA may be present. That like that transformed agrobacterium is used to transform Plant cells used.

Für den Transfer der DNA in die Pflanzenzelle können Pflanzen- Explantate zweckmäßigerweise mit Agrobacterium tumefaciens oder Agrobacterium rhizogenes cokultiviert werden. Aus dem infizierten Pflanzenmaterial, z. B. Blattstücke, Stengelsegmen­ te, Wurzeln, Protoplasten oder Suspensions-kultivierte -Pflanzenzellen können dann in einem geeigneten Medium, welches Antibiotika oder Biozide zur Selektion transformierter Zellen enthalten kann, wieder ganze Pflanzen regeneriert werden. Die so erhaltenen Pflanzen können dann auf Anwesenheit der einge­ führten DNA untersucht werden. Alternative Systeme zur Transformation von monokotylen Pflanzen sind die Transformation mittels des biolistischen Ansatzes, die elektrisch oder chemisch induzierte DNA-Aufnahme in Protoplasten, die Elektroporation von partiell permeabilisier­ ten Zellen, die Makroinjektion von DNA in Blütenstände, die Mikroinjektion von DNA in Mikrosporen und Pro-Embryonen, die DNA-Aufnahme durch keimende Pollen und die DNA-Aufnahme in Embryonen durch Quellung (zur Übersicht: Potrykus, Physiol. Plant (1990), 269-273). Während die Transformation dikotyler Pflanzen über Ti-Plasmid-Vektorsysteme mit Hilfe von Agrobacterium tumefaciens etabliert ist, weisen neuere Arbeiten darauf hin, daß auch monokotyle Pflanzen der Transformation mittels auf Agrobacterium basierender Vektoren zugänglich sind.For the transfer of the DNA into the plant cell, plant Explants expediently with Agrobacterium tumefaciens or Agrobacterium rhizogenes. From the infected plant material, e.g. B. leaf pieces, stem segments te, roots, protoplasts or suspension cultivated Plant cells can then be stored in a suitable medium Antibiotics or biocides for the selection of transformed cells whole plants can be regenerated again. The Plants obtained in this way can then be switched on in the presence of led DNA to be examined. Alternative systems to The transformation of monocotyledonous plants is the Transformation using the biolistic approach, the electrically or chemically induced DNA uptake in Protoplasts, the electroporation of partially permeabilized cells that macro-inject DNA into inflorescences Microinjection of DNA into microspores and pro-embryos DNA uptake by germinating pollen and DNA uptake in Embryos through swelling (for an overview: Potrykus, Physiol. Plant (1990) 269-273). During the transformation dicotyler Plants using Ti plasmid vector systems using Agrobacterium tumefaciens is established, more recent ones Work on the fact that monocotyledonous plants of the Transformation using vectors based on Agrobacterium are accessible.

Bei den in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Pflanzen kann es sich prinzipiell um Pflanzen jeder beliebigen Pflanzenspezies handeln, d. h. sowohl monokotyle als auch dikotyle Pflanzen. Bevorzugt handelt es sich um Nutzpflanzen, insbesondere um Pflanzen wie Weizen, Gerste, Reis, Mais, Zuckerrübe, Zuckerrohr, Brassicaceaen, Leguminosen, Tabak oder Kartoffel. Die für die Expression des gewünschten Inhibitors verwendbaren Pflanzenteile betreffen prinzipiell jedes beliebige Pflanzenteil, jedenfalls Vermehrungsmaterial und Ernteprodukte der Pflanzen, beispielsweise Früchte, Samen, Knollen, Wurzelstöcke, Sämlinge, Stecklinge etc.In those that can be used in the method according to the invention In principle, plants can be plants of any kind Act plant species, d. H. both monocot and dicotyledonous plants. They are preferably useful plants, especially plants such as wheat, barley, rice, corn,  Sugar beet, sugar cane, Brassicaceaen, legumes, tobacco or Potato. The expression of the desired inhibitor usable parts of plants basically affect every any part of the plant, at least propagation material and Crop products of the plants, for example fruits, seeds, Bulbs, rhizomes, seedlings, cuttings etc.

Für die Hemmung der Aktivität des Kohlenhydrat-modifizierenden Enzyms geeignete Proteine sind dem Fachmann bekannt und umfassen beispielsweise hemmende oder neutralisierende Antikörper, die an das Enzym binden, oder hemmende bzw. neutralisierende Peptide (vgl. auch die nachstehenden Beispiele 1-3). Verfahren zur Herstellung eines für einen bestimmten Antikörper codierenden Gens sind dem Fachmann bekannt. Dazu müssen zuerst die Antikörper mit der gewünschten Spezifität erzeugt werden. Verfahren zur Gewinnung solcher Antikörper sind dem Fachmann bekannt und umfassen beispielsweise bezüglich polyklonaler Antikörper die Verwendung des gewünschten Enzyms oder eines Fragments davon oder eines von der Aminosäuresequenz abgeleiteten synthetischen Peptids (oder gegebenenfalls des Subtrats oder des Cofaktors) als Immunogen zur Immunisierung geeigneter Tiere und die Gewinnung von Serum. Im nächsten Schritt werden dann monoklonale Antikörper hergestellt. Verfahren zur Herstellung monoklonaler Antikörper sind dem Fachmann ebenfalls bekannt. Dazu werden beispielsweise Zell-Hybride aus Antikörper produzierenden Zellen und Myelomzellen hergestellt und kloniert. Anschließend wird ein Klon selektioniert, der einen Antikörper mit der gewünschten Spezifität produziert. Dieser Antikörper wird dann isoliert. Beispiele von Zellen, die Antikörper produzieren, sind Milzzellen, Lymphknotenzellen, B-Lymphozyten etc.. Beispiele von Tieren, die zu diesem Zweck immunisiert werden können, sind Mäuse, Ratten, Pferde, Ziegen und Kaninchen. Die Myelomzellen lassen sich aus Mäusen, Ratten, Menschen oder anderen Quellen erhalten. Die Zellfusion kann man beispielsweise durch das allgemein bekannte Verfahren von Köhler und Milstein durchführen. Die durch Zellfusion erhaltenen Zell-Hybride, d. h. Hybridome, werden mittels des entsprechenden Enzyms, Substrats oder Cofaktors nach dem Enzym-Antikörper-Verfahren oder einem ähnlichen Verfahren abgesucht. Klone werden beispielsweise mit dem Grenz-Verdünnungsverfahren erhalten. Die erhaltenen Klone werden BALB/c-Mäusen intraperitoneal injiziert, nach 10 bis 14 Tagen wird die Ascites-Flüssigkeit der Maus entnommen und der monoklonale Antikörper durch bekannte Verfahren, beispielsweise Ammoniumsulfatfraktionierung, PEG-Fraktionierung, Ionenaustauschchromatographie, Gelchromatographie oder Affinitätschromatographie, gereinigt. Die Nucleinsäure des gewünschten Antikörpers wird isoliert und sequenziert. Hiervon ausgehend können die gewünschten Nucleinsäurekonstrukte, die für den gewünschten Antikörper oder ein Fragment davon codieren, für das erfindungsgemäße Verfahren entsprechend Standardverfahren hergestellt werden. Die erfindungsgemäßen Antikörper betreffen nicht nur Antikörper, die die Aktivität des Kohlenhydrat-modifizierenden Enzyms selbst hemmen, sondern auch solche, die das Kohlenhydrat-modifizierende Enzym dadurch hemmen, daß sie an einen spezifischen Cofaktor oder an ein spezifisches Substrat binden.For inhibiting the activity of the carbohydrate-modifying Proteins suitable for enzyme are known to the person skilled in the art and include, for example, inhibitory or neutralizing Antibodies that bind to the enzyme, or inhibitory or neutralizing peptides (see also the following Examples 1-3). Process for making one for one certain gene encoding antibodies are known to those skilled in the art known. To do this, the antibodies with the desired one must first be used Specificity can be generated. Process for obtaining such Antibodies are known to the person skilled in the art and include for example with regard to polyclonal antibodies Use of the desired enzyme or a fragment thereof or one derived from the amino acid sequence synthetic peptide (or optionally the substrate or of the cofactor) is more suitable as an immunogen for immunization Animals and the extraction of serum. The next step will be then produced monoclonal antibodies. Procedure for Production of monoclonal antibodies are known to the person skilled in the art also known. For this purpose, cell hybrids are made, for example Antibody-producing cells and myeloma cells are produced and cloned. A clone is then selected, the produces an antibody with the desired specificity. This antibody is then isolated. Examples of cells that produce antibodies are spleen cells, Lymph node cells, B lymphocytes etc. Examples of animals that can be immunized for this purpose are mice, Rats, horses, goats and rabbits. Leave the myeloma cells from mice, rats, humans or other sources receive. Cell fusion can be done, for example, by well-known methods by Köhler and Milstein  carry out. The cell hybrids obtained by cell fusion, d. H. Hybridomas are made using the appropriate enzyme, Substrate or cofactor by the enzyme-antibody method or a similar process. Become clones obtained for example with the limit dilution method. The clones obtained become intraperitoneal to BALB / c mice injected, after 10 to 14 days the ascites fluid removed from the mouse and the monoclonal antibody by known methods, for example Ammonium sulfate fractionation, PEG fractionation, Ion exchange chromatography, gel chromatography or Affinity chromatography, purified. The nucleic acid of the desired antibody is isolated and sequenced. Of that starting from the desired nucleic acid constructs, the for the desired antibody or a fragment thereof code accordingly for the method according to the invention Standard procedures are made. The invention Antibodies not only affect antibodies that have activity inhibit the carbohydrate-modifying enzyme itself, but also those that cause the carbohydrate-modifying enzyme inhibit that they have a specific cofactor or bind specific substrate.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit das das Kohlenhydrat-modifizierende Enzym hemmende Peptid oder Protein ein hemmender oder neutralisierender Antikörper.In a preferred embodiment of the invention The process is thus the carbohydrate-modifying enzyme inhibitory peptide or protein an inhibitory or neutralizing antibody.

Der hier verwendete Ausdruck "Antikörper" betrifft auch Fragmente des Antikörpers, z. B. Fab-, Fv- oder "single chain Fv"-Fragmente, welche die gleiche Epitopspezifität und Wirkung wie der vollständige Antikörper aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Antikörper ein katalytischer Antikörper, der die vorstehend erwähnten Verbindungen, z. B. Enzyme, Substrate oder Cofaktoren, modifiziert oder abbaut, so daß die üblicherweise von diesem Enzym katalysierte Reaktion nicht mehr oder nur noch in geringem Maß ablaufen kann. Solche katalytischen Antikörper sind dem Fachmann bekannt.The term "antibody" as used herein also applies Fragments of the antibody, e.g. B. Fab, Fv or "single chain Fv "fragments that have the same epitope specificity and effect like the full antibody exhibit. In a preferred embodiment of the method according to the invention is the antibody a catalytic antibody that the compounds mentioned above, e.g. B. enzymes, substrates or Cofactors, modified or degraded so that the usual reaction catalyzed by this enzyme no longer or only  can still run to a small extent. Such catalytic Antibodies are known to the person skilled in the art.

Verfahren zur Selektion geeigneter hemmender oder neutralisierender Peptide sind dem Fachmann ebenfalls bekannt. Hierzu zählt z. B. die "Phage Display"-Technik, welche die schnelle Isolierung des gewünschten Peptids aus molekularen Banken erlaubt (Ladner et al., Directed evolution of novel binding proteins (1995); US. Patent 583 7500).Process for the selection of suitable inhibitory or neutralizing peptides are also known to the person skilled in the art. This includes e.g. B. the "phage display" technology, which the rapid isolation of the desired peptide from molecular Banks allowed (Ladner et al., Directed evolution of novel binding proteins (1995); US. Patent 583 7500).

Für die Bindung, Modifizierung oder den Abbau eines spezifischen oder selektiv wirkenden Cofaktors des Kohlenhydrat-modifizierende Enzyms geeignete Peptide oder Proteine sind dem Fachmann ebenfalls bekannt und diese umfassen z. B. Antikörper oder degradierende Enzyme. In diesem Zusammenhang wird z. B. auf die Hemmung NAD-abhängiger Malat- Dehydrogenasen, wie der NAD-abhängigen Malat-Dehydrogenase aus Chloroplasten von Arabidopsis thaliana, durch NAD-bindende Enzyme, z. B. die Glucose-6-phosphatdehydrogenase aus Leuconostoc mesenteroides, mittels Bindung von NAD+ in Chloroplasten transgener Arabidopsis-Pflanzen verwiesen. Cu2+- abhängige Enzyme, z. B. die chloroplastidäre Superoxid- Dismutase aus Spinat, können beispielsweise durch die Expression eines Cu-bindenden Proteins, wie einer bovinen Aminoxidase aus dem Rind, in Chloroplasten transgener Pflanzen gehemmt werden. Schließlich kann die Expression von humanem Hämoglobin z. B. in transgenem Tabak für die Komplexierung von Eisen verwendet werden, wodurch die Aktivität eisenabhängiger Enzyme, z. B. von Katalasen, gehemmt wird.Peptides or proteins suitable for binding, modifying or breaking down a specific or selectively acting cofactor of the carbohydrate-modifying enzyme are also known to the person skilled in the art and these include, for. B. antibodies or degrading enzymes. In this context, e.g. B. on the inhibition of NAD-dependent malate dehydrogenases, such as the NAD-dependent malate dehydrogenase from chloroplasts of Arabidopsis thaliana, by NAD-binding enzymes, e.g. B. the glucose-6-phosphate dehydrogenase from Leuconostoc mesenteroides, by means of binding NAD + in chloroplasts of transgenic Arabidopsis plants. Cu 2+ dependent enzymes, e.g. B. the chloroplastic superoxide dismutase from spinach can be inhibited, for example, by the expression of a Cu-binding protein, such as a bovine amine oxidase from bovine, in chloroplasts of transgenic plants. Finally, the expression of human hemoglobin e.g. B. be used in transgenic tobacco for the complexation of iron, whereby the activity of iron-dependent enzymes, for. B. is inhibited by catalases.

Für die Bindung, Modifizierung oder den Abbau eines spezifischen Substrats des Kohlenhydrat-modifizierenden Enzyms geeignete Peptide oder Proteine sind dem Fachmann ebenfalls bekannt bzw. er kann diese nach bekannten Selektionsverfahren isolieren. Diese umfassen beispielsweise auch die vorstehend diskutierten Antikörper oder degradierenden Enzyme. Ferner kann die Entfernung des Substrats auch dadurch erreicht werden, daß das Substrat durch die Expression eines um das gleiche Substrat konkurrierenden Enzyms verbraucht wird. Derartige Enzyme bzw. für sie codierende Gene können vom Fachmann leicht aufgrund der bekannten Stoffwechselwege für Kohlenhydrat-modifizierende Enzyme bestimmt und angewandt werden. Hier sollte z. B. erwähnt werden, daß die Synthese aromatischer Aminosäuren (Phe, Tyr) aus dem gemeinsamen Vorläufer-Molekül L-Arogenat erfolgt, das entweder durch Arogenat-Dehydrogenase (= Arogenat : NAD-Oxidoreduktase) zu Phenylalanin oder durch Arogenat-Dehydratase (= Arogenathydrolase) zu Tyrosin umgesetzt wird. Die Überexpression der Arogenat-Dehydrogenase z. B. aus Actinoplanes missouriensis (Hund et al., Z. Naturforschung 44 (1989), 797-801) in transgenen Pflanzen führt zu einer bevorzugten Produktion von Phenylalanin, wobei die Synthese von Tyrosin dann nahezu vollständig unterdrückt wird, während die Überexpression von Arogenat-Dehydratase z. B. aus Sorghum bicolor (Siehl und Conn, Arch. Biochem. Biophys. 260 (1988), 822-829) umgekehrt zur bevorzugten Produktion von Tyrosin führt und die Phenylalaninbildung unterdrückt wird.Peptides or proteins suitable for binding, modifying or breaking down a specific substrate of the carbohydrate-modifying enzyme are likewise known to the person skilled in the art or can be isolated by known selection methods. These include, for example, the antibodies or degrading enzymes discussed above. Furthermore, the removal of the substrate can also be achieved in that the substrate is consumed by the expression of an enzyme competing for the same substrate. Such enzymes or genes coding for them can easily be determined and used by the person skilled in the art on the basis of the known metabolic pathways for carbohydrate-modifying enzymes. Here z. B. be mentioned that the synthesis of aromatic amino acids (Phe, Tyr) from the common precursor molecule L-arogenate, which either by arogenate dehydrogenase (= arogenate: NAD oxidoreductase) to phenylalanine or by arogenate dehydratase (= arogenate hydrolase) ) is converted to tyrosine. The overexpression of arogenate dehydrogenase e.g. B. from Actinoplanes missouriensis (Hund et al., Z. Naturforschung 44 (1989), 797-801) in transgenic plants leads to a preferred production of phenylalanine, the synthesis of tyrosine then being almost completely suppressed, while the overexpression of arogenate Dehydratase e.g. B. from Sorghum bicolor (Siehl and Conn, Arch. Biochem. Biophys. 260 (1988), 822-829) leads conversely to the preferred production of tyrosine and the phenylalanine formation is suppressed.

Desweiteren kann das erfindungsgemäße Verfahren auch dadurch ausgeführt werden, daß in dem Wirtsorganismus ein Gen exprimiert wird, das für ein Enzym codiert, das eine organische oder anorganische Verbindung synthetisiert, die das Kohlenhydrat-modifizierende Enzym direkt, z. B. durch Bindung an das Enzym selbst, oder indirekt, z. B. durch Interaktion mit Cofaktoren und/oder Substraten, hemmt. Geeignete Enzyme bzw. für sie codierende Gene sind dem Fachmann bekannt. Es wird z. B. auf den Befund verwiesen, daß pflanzliche und tierische Diaminoxidasen z. B. durch Histamin gehemmt werden. Somit können diese Enzyme durch die Expression eines zur Bildung von Histamin führenden Enzyms gehemmt werden, z. B. durch die Expression von bakterieller Histidin-Decarboxylase aus Lactobacillus (Gallagher et ah, J. Mol. Biol. 230 (1993), 516- 528), die Histidin als Substrat verwendet. Furthermore, the method according to the invention can also be carried out by expressing in the host organism a gene which codes for an enzyme which synthesizes an organic or inorganic compound which directly, for example, modifies the carbohydrate-modifying enzyme. B. by binding to the enzyme itself, or indirectly, e.g. B. by interaction with cofactors and / or substrates inhibits. Suitable enzymes or genes coding for them are known to the person skilled in the art. It is e.g. B. referred to the finding that plant and animal diamine oxidases such. B. inhibited by histamine. Thus, these enzymes can be inhibited by the expression of an enzyme leading to the formation of histamine, e.g. B. by the expression of bacterial histidine decarboxylase from Lactobacillus (Gallagher et ah, J. Mol. Biol. 230 (1993), 516-528), which uses histidine as a substrate.

Ferner kann es für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens günstig sein, den Inhibitor des Kohlehydrat- modifizierenden Enzyms, z. B. den Antikörper, nicht nur in den Wirtsorganismus, insbesondere Zellen davon, sondern in das gleiche subzelluläre Kompartiment zu bringen in dem auch die Hemmreaktion stattfinden soll. Dies bietet sich z. B. an, wenn die Hemmreaktion im Golgi-Apparat stattfinden soll oder das zu hemmende Enzym ein plastidär oder mitochondrial vorkommendes Enzym ist.Furthermore, it can be used for the implementation of the invention Process be favorable, the inhibitor of carbohydrate modifying enzyme, e.g. B. the antibody, not only in the Host organism, especially cells thereof, but in that to bring the same subcellular compartment in which the Inhibition reaction should take place. This offers z. B. on if the inhibitory reaction should take place in the Golgi apparatus or that enzyme to be inhibited is a plastid or mitochondrial occurring enzyme.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist daher das hemmende Peptid oder Protein mit einem weiteren Peptid oder Protein verknüpft, das die Lokalisation des hemmenden Peptids oder Proteins innerhalb spezifischer Zellkompartimente der Zellen des Wirtsorganismus, z. B. der transgenen Pflanze, beispielsweise in den Plastiden oder Mitochondrien, bewirkt. Geeignete Peptide bzw. Proteine und für diese codierende DNA-Sequenzen sowie Verfahren zur Verknüpfung mit hemmenden Peptiden bzw. Proteinen z. B. Antikörpern, derart, daß sowohl die Peptide bzw. die Proteine noch aktiv sind als auch der Transport in das gewünschte Zellkompartiment erfolgt, sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise in Anderson and Smith, Biochem. J. 240 (1986), 709-715; Baszczynski et al., Nucl. Acids Res. 16 (1988), 4732 beschrieben. In besonders bevorzugter Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das mit dem zur Hemmung verwendete Peptid oder Protein verknüpfte Peptid oder Protein ein Golgi-, Plastiden- oder Mitochondrien-Lokalisierungs­ signal.In a preferred embodiment of the invention The method is therefore the inhibitory peptide or protein linked another peptide or protein that the Localization of the inhibitory peptide or protein within specific cell compartments of the cells of the host organism, e.g. B. the transgenic plant, for example in the plastids or mitochondria. Suitable peptides or proteins and DNA sequences coding therefor and methods for Linking with inhibitory peptides or proteins z. B. Antibodies, such that both the peptides and the proteins are still active as well as the transportation to the desired one Cell compartment takes place, are known to the expert and for example, in Anderson and Smith, Biochem. J. 240 (1986), 709-715; Baszczynski et al., Nucl. Acids Res. 16 (1988), 4732 described. In a particularly preferred embodiment of the The method according to the invention is the one for inhibition peptide or protein used linked peptide or protein a Golgi, plastid, or mitochondrial localization signal.

Desweiteren ist in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens das für das gewünschte Protein codierende Gen mit einem induzierbaren Promotor verknüpft, was z. B. die Hemmung des Kohlenhydrat-modifizierenden Enzyms und damit z. B. die Veränderung von Glykosylierungsmustern in einer transgenen Pflanze zu einem gewünschten Zeitpunkt erlaubt. Geeignete Promotoren sind dem Fachmann bekannt und hierzu zählen beispielsweise der anaerob induzierbare GapC4-Promotor aus Mais (Bülow et al., Molecular Plant Microbe Interactions 12, (1999), 182-188), der Ethylen-induzierbare PAL-Promotor oder "Hydroxyproline rich glycoprotein" Promotor (Ecker and Davies, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84, (1987), 5202-5206) oder der Ethanol-induzierabre Promotor aus Aspergillus nidulans (Caddick et al., Nature 16, (1998), 177-180).Furthermore, in a preferred embodiment of the inventive method that for the desired protein coding gene linked to an inducible promoter what e.g. B. the inhibition of the carbohydrate-modifying enzyme and z. B. the change in glycosylation patterns in one transgenic plant allowed at a desired time. Suitable promoters are known to the person skilled in the art and for this purpose include the anaerobically inducible GapC4 promoter  from maize (Bülow et al., Molecular Plant Microbe Interactions 12, (1999), 182-188), the ethylene inducible PAL promoter or "Hydroxyproline rich glycoprotein" promoter (Ecker and Davies, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84, (1987), 5202-5206) or the ethanol-inducible promoter from Aspergillus nidulans (Caddick et al., Nature 16, (1998), 177-180).

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Kohlenhydrat- modifizierende Enzym ein solches, das an der Stärkesynthese oder der Proteinglykosylierung beteiligt ist. Beispielsweise ist es eine Invertase, eine ADP-Glucose-pyrophosphorylase, eine α-(1,6)-Fucosyltransferase oder eine β-Mannosidase. Besonders bevorzugt als Kohlenhydrat-modifizierendes Enzym ist "Granule Bound Starch Synthase" (GBSS) oder β-1,2-N- Acetylglucosaminyltransferase I (GnTI).In a further preferred embodiment of the the method according to the invention is the carbohydrate modifying enzyme one that participates in starch synthesis or protein glycosylation is involved. For example it's an invertase, an ADP-glucose pyrophosphorylase, an α- (1,6) fucosyl transferase or a β-mannosidase. Is particularly preferred as a carbohydrate-modifying enzyme "Granule Bound Starch Synthase" (GBSS) or β-1,2-N- Acetylglucosaminyltransferase I (GnTI).

Als Wirtsorganismen in dem erfindungsgemäßen Verfahren sind Pflanzen, insbesondere Nutzpflanzen und ganz besonders Weizen, Gerste, Mais, Zuckerrübe, Zuckerrohr, eine Brassicaceae, eine Leguminose, Tabak und eine Kartoffelpflanze bevorzugt.Are as host organisms in the process according to the invention Plants, especially crops and especially wheat, Barley, corn, sugar beet, sugar cane, one Brassicaceae, one Legume, tobacco and a potato plant preferred.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung auch Pflanzensamen, Pflanzenzellen oder Pflanzen, z. B. Pflanzen, die ein vorstehend beschriebenes Gen zur Expression eines Peptids oder Proteins zur posttranslationalen Hemmung eines Kohlenhydrat- modifizierenden Enzyms enthalten.The present invention also relates to plant seeds, Plant cells or plants, e.g. B. Plants that a gene described above for expressing a peptide or Protein for post-translational inhibition of a carbohydrate modifying enzyme included.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.The following examples illustrate the invention.

Beispiel 1example 1 Hemmung der GBSS-Aktivität in transgenen Kartoffeln durch Expression eines spezifischen scFv-AntikörpersInhibition of GBSS activity in transgenic Potatoes by Expression of a specific scFv antibody

Die DNA für das Transitpeptid aus dem für die kleine Untereinheit der Ribulose-Biphosphat-Carboxylase (für plastidäre Lokalisation) codierenden Gen (Anderson und Smith, Biochemical Journal 240 (1986), 709-715) wurde mittels einer PCR-Reaktion derart modifiziert, daß am 5'-Ende eine NcoI-Restriktionsschnittstelle und am 3'-Ende die Sequenz GTCGAC, welche eine SalI-Schnittstelle enthält, eingefügt wurde. Die PCR-Reaktion umfaßte folgende Primer-Sequenzen: 5': CCATGGCTTCTATGATATCCTCTTCAG; 3': GTCGACGCACTTT­ ACTCTTCCACCATTGC; Die cDNA für einen "Granule Bound Starch Synthase" (GBSS) inhibierenden scFv-Antikörper wurde mittels einer PCR-Reaktion derart modifiziert, daß am 5' Ende die Sequenz GTCGAC, welche eine SalI-Restriktionsschnittstelle enthält, und am 3' Ende eine XbaI-Restriktionsschnittstelle eingefügt wurden. Die PCR-Reaktion umfaßte folgende Primer- Sequenzen: 5': GTCGACATGAAATACCTATTGCCTAC; 3': TCTAGATGCGGCCGCACCTAGGACGG. Beide cDNA-Fragmente wurden mit NcoI und SalI bzw. SalI und XbaI verdaut, so daß überhängende Enden entstanden. Die erhaltenen cDNA-Fragmente wurden gleichzeitig in den Vektor pRT100 (Töpfer et al., Nucleic Acids Research 15 (1987), 5890; Odell et al., Nature 313 (1985), 810) inseriert, der eine Expressionskassette mit dem CaMV 35S-Promotor und Terminationssequenzen enthält. Nach Spaltung mit HindIII wurde die für den rekombinanten scFv- Antikörper codierende Expressionskassette isoliert und in den binären Vektor pSR 8-30 inseriert (Düring et al., Plant Journal 3 (1993), 587-598; Porsch et al., Plant Molecular Biology 37 (1998), 581-585). Es wurde der Expressionsvektor pSR 8-30/t-scFv(GBSS) erhalten.The DNA for the transit peptide from the gene coding for the small subunit of ribulose-biphosphate carboxylase (for plastid localization) (Anderson and Smith, Biochemical Journal 240 (1986), 709-715) was modified by means of a PCR reaction in such a way that an NcoI restriction site was inserted at the 5 'end and the sequence GTCGAC, which contains a SalI site, was inserted at the 3' end. The PCR reaction included the following primer sequences: 5 ': CCATGGCTTCTATGATATCCTCTTCAG; 3 ': GTCGACGCACTTT ACTCTTCCACCATTGC; The cDNA for a "Granule Bound Starch Synthase" (GBSS) inhibiting scFv antibody was modified by means of a PCR reaction in such a way that at the 5 'end the sequence GTCGAC, which contains a SalI restriction site, and at the 3' end an XbaI- Restriction interface were inserted. The PCR reaction comprised the following primer sequences: 5 ': GTCGACATGAAATACCTATTGCCTAC; 3 ': TCTAGATGCGGCCGCACCTAGGACGG. Both cDNA fragments were digested with NcoI and SalI or SalI and XbaI, so that overhanging ends were formed. The cDNA fragments obtained were simultaneously inserted into the vector pRT100 (Töpfer et al., Nucleic Acids Research 15 (1987), 5890; Odell et al., Nature 313 (1985), 810), which contains an expression cassette with the CaMV 35S- Contains promoter and termination sequences. After cleavage with HindIII, the expression cassette coding for the recombinant scFv antibody was isolated and inserted into the binary vector pSR 8-30 (Düring et al., Plant Journal 3 (1993), 587-598; Porsch et al., Plant Molecular Biology 37 : 581-585 (1998). The expression vector pSR 8-30 / t-scFv (GBSS) was obtained.

Dieser wurde zur Transformation von E.coli SM10 verwendet. Transformanden wurden mit Agrobacterium GV 3101 gemischt und über Nacht bei 28°C inkubiert (Koncz und Schell, Molecular and General Genetics 204 (1986), 383-396; Koncz et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84 (1987), 131-135). Es wurde auf Carbenicillin selektioniert, wobei das hierfür notwendige bla-Gen in den vorstehenden Expresssionsvektoren vorliegt. Selektionsklone von Agrobacterium tumefaciens wurden auf abgeschnittenen und mehrfach an der Mittelrippe eingeritzten Blättern der Kartoffelpflanze cv. Désirée aufgebracht und die Blätter wurden 2 Tage bei 20°C im Dunkeln inkubiert. Danach wurden die Agrobakterien abgewaschen und den Kartoffelblättern Pflanzenwuchsstoffe zugesetzt, so daß bevorzugt Sprosse regenerierten. Ferner wurden durch Zugabe von Kanamycin in das Pflanzenmedium nicht-transformierte Zellen in den Kartoffelblättern abgetötet. Heranwachsende Sprosse wurden abgeschnitten und auf Medium ohne Pflanzenwachstumsstoffe, aber mit Kanamycin, bewurzelt. Die weitere Kultivierung der Kartoffelpflanzen erfolgte in üblicher Weise.This was used to transform E.coli SM10. Transformants were mixed with Agrobacterium GV 3101 and incubated overnight at 28 ° C (Koncz and Schell, Molecular and General Genetics 204 (1986), 383-396; Koncz et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84 (1987 ), 131-135). Selection was carried out for carbenicillin, the bla gene required for this being present in the above expression vectors. Selection clones of Agrobacterium tumefaciens were cut from leaves of the potato plant cv and cut several times on the middle rib. Désirée applied and the leaves were incubated for 2 days at 20 ° C in the dark. The agrobacteria were then washed off and plant growth substances were added to the potato leaves, so that shoots regenerated preferentially. Furthermore, non-transformed cells in the potato leaves were killed by adding kanamycin to the plant medium. Growing shoots were cut off and rooted on medium without plant growth substances, but with kanamycin. The further cultivation of the potato plants was carried out in the usual way.

Der Nachweis des exprimierten scFv-Antikörpers wurde durch Antikörper, die an scFv oder Protein L binden, im Western Blot bzw. ELISA erbracht. Hierzu wurde das Gesamtprotein des Kartoffelmaterials isoliert und in die entsprechenden Nachweisverfahren eingesetzt. Der biologische Effekt der Hemmung der GBSS-Aktivität in den transgenen Kartoffelknollen und der daraus resultierenden Veränderung der Stärkezusammensetzung wurde durch dem Fachmann bekannte biochemische Trennverfahren nachgewiesen (Kuipers et al., Plant Molecular Biology 26 (1994), 1759-1773).The detection of the expressed scFv antibody was carried out by antibodies that bind to scFv or protein L in a Western blot or ELISA. For this purpose, the total protein of the potato material was isolated and used in the corresponding detection methods. The biological effect of inhibiting GBSS activity in the transgenic potato tubers and the resulting change in the starch composition has been demonstrated by biochemical separation methods known to the person skilled in the art (Kuipers et al., Plant Molecular Biology 26 (1994), 1759-1773).

Es zeigte sich, daß die plastidäre Expression des rekombinanten Antikörpers die GBSS-Funktion hemmte. Ferner zeigte sich, daß dadurch die Zusammensetzung der Stärke verändert wurde.It was shown that the plastid expression of the recombinant antibody inhibited GBSS function. Further showed that this caused the composition of the starch was changed.

Beispiel 2Example 2 Hemmung der GnTI-Aktivität in transgenen Kartoffelpflanzen durch Expression eines spezifischen scFv-AntikörpersInhibition of GnTI activity in transgenic Potato plants by expression of a specific scFv antibody

Die DNA für das Golgi-Lokalisierungssignal aus dem für die β- 1,2-N-Acetylglucosaminyltransferase I (GnTI) aus Kaninchen codierenden Gen (Burke et al., J. Biol. Chem 267, (1992), 24433-24440) wurde mittels einer PCR-Reaktion (5'-Primer- Sequenz: CCATGGATGCTGAAGCAGTCTGCTGG; 3'-Primer-Sequenz: GTCGACACGTGTCCAGAAGAAGAGGAGGAG) derart modifiziert, daß am 5'-Ende eine NcoI-Schnittstelle und am 3'-Ende die Sequenz GTCGAC, die eine SalI-Schnittstelle enthält, eingefügt wurden. Die cDNA für einen GnTI-inhibierenden scFv-Antikörper wurde mittels einer PCR-Modifizierungsreaktion (5'-Primer-Sequenz: GTCGACATGAAATACCTATTGCCTAC; 3'-Primer-Sequenz: TCTAGATGCGGCCGCACCTAGGACGG am 5'-Ende durch Einbau der Sequenz GTCGAC, die eine SalI-Schnittstelle enthält, und am 3'-Ende mit einer XbaI-Restriktionsschnittstelle versehen. Beide cDNA-Fragmente wurden mit NcoI + Sall bzw. Sall + XbaI verdaut, so daß überhängende Enden entstanden. Die erhaltenen cDNA-Fragmente wurden in den Vektor pRT110 inseriert, der eine Expressionskassette mit CaMV 35S Promotor- und Terminationssequenzen enthält (Töpfer et al., Nucleic Acids Reserch 15 (1987), 5890; Odell et al., Nature 313 (1985), 810-812). Nach Spaltung mit HindIII wurde die für den rekombinanten scFv-Antikörper codierende Expressionskassette isoliert und in den binären Vektor pSR 8-30 inseriert (Düring et al., Plant Journal 3 (1993), 587-598; Porsch et al., Plant Molecular Biology 37 (1998), 581-585). Es wurde der Expressionsvektor pSR 8-30/g-scrv(GnTI) erhalten. Die Erzeugung transgener Kartoffelpflanzen erfolgte wie in Beispiel 1 beschrieben.The DNA for the Golgi localization signal was derived from the gene encoding rabbit β-1,2-N-acetylglucosaminyltransferase I (GnTI) (Burke et al., J. Biol. Chem 267, (1992), 24433-24440) by means of a PCR reaction (5 'primer sequence: CCATGGATGCTGAAGCAGTCTGCTGG; 3' primer sequence: GTCGACACGTGTCCAGAAGAAGAGGAGGAG) so modified that at the 5 'end an NcoI interface and at the 3' end the sequence GTCGAC, which is a SalI Interface contains, were inserted. The cDNA for a GnTI-inhibiting scFv antibody was determined by means of a PCR modification reaction (5 'primer sequence: GTCGACATGAAATACCTATTGCCTAC; 3' primer sequence: TCTAGATGCGGCCGCACCTAGGACGG at the 5 'end by incorporating the sequence GTCGAC, which has a SalI interface The cDNA fragments were digested with NcoI + Sall or Sall + XbaI so that overhanging ends were formed. The cDNA fragments obtained were inserted into the vector pRT110, which contains an expression cassette with CaMV 35S promoter and termination sequences (Töpfer et al., Nucleic Acids Reserch 15 (1987), 5890; Odell et al., Nature 313 (1985), 810-812). After cleavage with HindIII, the for the recombinant scFv antibody-coding expression cassette isolated and inserted into the binary vector pSR 8-30 (Düring et al., Plant Journal 3 (1993), 587-598; Porsch et al., Plant Molecular Biology 37 (1998), 581-585 ) The Expr essence vector pSR 8-30 / g-scrv (GnTI) obtained. Transgenic potato plants were produced as described in Example 1.

Der Nachweis der Hemmung der GnTI-Aktivität erfolgte durch dem Fachmann bekannte Enzymaktivitätstest-Verfahren (Schaewen et al., Plant Physiology 102 (1993), 1109-1118) oder standardisierte Strukturanalyse-Methoden der Glykosylierungsreste an pflanzlich produzierten Proteinen (Lerouge et al., Plant Journal 10 (1996), 713-719).The inhibition of GnTI activity was demonstrated by the Enzyme activity test methods known to those skilled in the art (Schaewen et al., Plant Physiology 102: 1109-1118 (1993) or standardized structural analysis methods of Glycosylation residues on vegetable proteins (Lerouge et al., Plant Journal 10 (1996), 713-719).

Es zeigte sich, daß die Golgi-Lokalisierung des rekombinanten Antikörpers die GnTI-Funktion hemmt. Ferner zeigte sich, daß dadurch die Zusammensetzung der Glykosylierungsreste pflanzlicher Proteine modifiziert wurde und diese keine α(1,3)-Fucose- und β(1,2)-Xylose-Reste mehr enthielten. It was shown that the Golgi localization of the recombinant Antibody inhibits the GnTI function. It was also shown that thereby the composition of the glycosylation residues vegetable proteins were modified and none α (1,3) -Fucose- and β (1,2) -xylose residues contained more.  

Beispiel 3Example 3 Hemmung der GnTI-Aktivität in transgenen Kartoffelpflanzen durch Expression eines hemmenden PeptidsInhibition of GnTI activity in transgenic Potato plants by expression of a inhibitory peptide

Die DNA für das Golgi-Lokalisierungssignal aus dem für die β- 1,2-N-Acetylglucosaminyltransferase I (GnTI) aus Kaninchen codierenden Gen (Burke et al., J. Biol. Chem. 267 (1992), 24433- 24440) wurde mittels einer PCR-Reaktion (5'-Primer-Sequenz: CCATGGATGCTGAAGCAGTCTGCTGG; 3'-Primer-Sequenz: GTCGACACGTGTCCAGAAGAAGAGGAGGAG) derart modifiziert, daß am 5'- Ende eine NcoI-Schnittstelle und am 3'-Ende die Sequenz GTCGAC, die eine SalI-Schnittstelle enthält, eingefügt wurden. Die cDNA für ein GnTI-hemmendes Peptid, welches in dem aus der "Peptide-Phage-Display-Bank" ("pSKAN Phagemid Display System", MoBiTec, Göttingen, Deutschland) selektierten Protein hPSTI(GnTI) enthalten ist (Rottgen and Collins, Gene 164, (1995), 243-250), wurde mittels einer Linker-Ligation (am 5'- Ende mit dem 5'-phosphorylierten Oligonucleotid CCGTCGACAT und am 3'-Ende mit dem 5'-phosphorylierten Oligonucleotid GCTCTAGAGC) derart modifiziert, daß sie am 5'-Ende eine ScaI- Schnittstelle und am 3'-Ende eine XbaI- Restriktionsschnittstelle erhielt. Beide modifizierten cDNA- Fragmente wurden mit den Restriktionsenzymen NcoI und SalI bzw. SalI und XbaI verdaut, so daß überhängende Enden entstanden. Die erhaltenen cDNA-Fragmente wurden in den Vektor pRT110 inseriert, der eine Expressionskassette mit CaMV 35S Promotor- und Terminationssequenzen enthält (Töpfer et al., Nucleic Acids Research 15 (1987), 5890; Odell et al., Nature 313 (1985), 810-812). Dadurch wurde der neue Vektor pRT110/g­ hPSTI(GnTI) erhalten. Nach Spaltung mit HindIII wurde die für das rekombinante Protein g-hPSTI(GnTI) codierende Expressionskassette isoliert und in den binären Vektor pSR 8-30 inseriert (Düring et al., Plant Journal 3 (1993), 587-598; Porsch et al., Plant Molecular Biology 37 (1998), 581-585). Es wurde der Expressionsvektor pSR 8-30/g-hPSTI(GnTI) erhalten. Die Erzeugung transgener Kartoffelpflanzen erfolgte wie in Beispiel 1 beschrieben. The DNA for the Golgi localization signal was derived from the gene encoding rabbit β-1,2-N-acetylglucosaminyltransferase I (GnTI) (Burke et al., J. Biol. Chem. 267 (1992), 24433-24440) by means of a PCR reaction (5 'primer sequence: CCATGGATGCTGAAGCAGTCTGCTGG; 3' primer sequence: GTCGACACGTGTCCAGAAGAAGAGGAGGAG) so modified that at the 5 'end an NcoI interface and at the 3' end the sequence GTCGAC, which is a SalI Interface contains, were inserted. The cDNA for a GnTI-inhibiting peptide which is contained in the protein hPSTI (GnTI) selected from the "peptide phage display bank"("pSKAN Phagemid Display System", MoBiTec, Göttingen, Germany) (Rottgen and Collins, Gene 164, (1995), 243-250) was modified in this way by means of a linker ligation (at the 5 'end with the 5'-phosphorylated oligonucleotide CCGTCGACAT and at the 3' end with the 5'-phosphorylated oligonucleotide GCTCTAGAGC), that it received a ScaI site at the 5 'end and an XbaI restriction site at the 3' end. Both modified cDNA fragments were digested with the restriction enzymes NcoI and SalI or SalI and XbaI, so that overhanging ends were formed. The cDNA fragments obtained were inserted into the vector pRT110, which contains an expression cassette with CaMV 35S promoter and termination sequences (Töpfer et al., Nucleic Acids Research 15 (1987), 5890; Odell et al., Nature 313 (1985), 810-812). This gave the new vector pRT110 / g hPSTI (GnTI). After cleavage with HindIII, the expression cassette coding for the recombinant protein g-hPSTI (GnTI) was isolated and inserted into the binary vector pSR 8-30 (Duringing et al., Plant Journal 3 (1993), 587-598; Porsch et al. , Plant Molecular Biology 37 (1998), 581-585). The expression vector pSR 8-30 / g-hPSTI (GnTI) was obtained. Transgenic potato plants were produced as described in Example 1.

Der Nachweis der Hemmung der GnTI-Aktivität erfolgte durch dem Fachmann bekannte Enzymaktivitätstest-Verfahren (Vischer and Hughes, Eur. J. Biochem. 177, (1981), 275-284) oder standardisierte Strukturanalyse-Methoden der Glykosylierungsreste an pflanzlich produzierten Proteinen (Lerouge et al., Plant Journal 10 (1996), 713-719).The inhibition of GnTI activity was demonstrated by the Enzyme activity test methods known to those skilled in the art (Vischer and Hughes, Eur. J. Biochem. 177, (1981), 275-284) or standardized structural analysis methods of Glycosylation residues on vegetable proteins (Lerouge et al., Plant Journal 10 (1996), 713-719).

Es zeigte sich, daß die Golgi-Lokalisierung des rekombinanten Proteins die GnTI-Funktion hemmt. Ferner zeigte sich, daß dadurch die Zusammensetzung der Glykosylierungsreste pflanzlicher Proteine modifiziert wurde und diese keine α(1,3)-Fucose- und β(1,2)-Xylose-Reste mehr enthielten.It was shown that the Golgi localization of the recombinant Proteins inhibits GnTI function. It was also shown that thereby the composition of the glycosylation residues vegetable proteins were modified and none α (1,3) -Fucose- and β (1,2) -xylose residues contained more.

Claims (14)

1. Verfahren zur posttranslationalen Hemmung eines Kohlenhydrat-modifizierenden Enzyms in einem Wirtsorganismus, wobei in dem Wirtsorganismus ein Gen exprimiert wird, das für ein Peptid oder Protein codiert, das mindestens eine der folgenden Eigenschaften aufweist:
  • a) es bindet an das Kohlenhydrat-modifizierende Enzym selbst und hemmt dessen Aktivität;
  • b) es bindet, modifiziert oder baut einen spezifischen oder selektiv wirkenden Cofaktor für das Kohlenhydrat- modifizierende Enzym ab;
  • c) es bindet, modifiziert oder baut ein spezifisches Substrat für das Kohlenhydrat-modifizierende Enzym ab; oder
  • d) es katalysiert die Synthese einer organischen oder anorganischen Verbindung, die das Kohlenhydrat- modifizierende Enzym direkt oder indirekt hemmt.
1. A method for post-translational inhibition of a carbohydrate-modifying enzyme in a host organism, wherein a gene is expressed in the host organism which codes for a peptide or protein which has at least one of the following properties:
  • a) it binds to the carbohydrate-modifying enzyme itself and inhibits its activity;
  • b) it binds, modifies or degrades a specific or selectively acting cofactor for the carbohydrate-modifying enzyme;
  • c) it binds, modifies or degrades a specific substrate for the carbohydrate-modifying enzyme; or
  • d) it catalyzes the synthesis of an organic or inorganic compound which directly or indirectly inhibits the carbohydrate-modifying enzyme.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in dem Wirtsorganismus für mehrere unterschiedliche Peptide oder Proteine kodierende Gene exprimiert werden.2. The method of claim 1, wherein in the host organism for several different peptides or proteins coding genes are expressed. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Peptid oder Protein ein hemmender oder neutralisierender Antikörper ist.3. The method according to claim 1 or 2, wherein the peptide or Protein an inhibitory or neutralizing antibody is. 4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Antikörper ein katalytischer Antikörper ist.4. The method of claim 3, wherein the antibody is a is catalytic antibody. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, wobei das hemmende Peptid oder Protein mit einem weiteren Peptid oder Protein verknüpft ist, das die Lokalisation des hemmenden Peptids oder Proteins innerhalb eines spezifischen Zellkompartiments der Zellen des Wirtsorganismus bewirkt.5. The method according to any one of claims 1-4, wherein the inhibitory peptide or protein with another peptide or protein that is linked to the location of the inhibitory peptide or protein within one  specific cell compartment of the cells of the Host organism. 6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das weitere Peptid oder Protein ein Golgi-, Plastiden- oder Mitochondrien- Lokalisierungssignal ist.6. The method according to claim 5, wherein the further peptide or protein a Golgi, plastid or mitochondria Localization signal is. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, wobei das oder die in dem Wirtsorganismus exprimierten Gene mit einem induzierbaren Promotor funktionell verknüpft sind.7. The method according to any one of claims 1-6, wherein the or the genes expressed in the host organism with a inducible promoter are functionally linked. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, wobei das Kohlenhydrat-modifizierende Enzym ein Enzym ist, das an der Stärkesynthese beteiligt ist.8. The method according to any one of claims 1-7, wherein the Carbohydrate-modifying enzyme is an enzyme that is linked to the starch synthesis is involved. 9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Enzym "Granule Bound Starch Synthese" ist.9. The method of claim 8, wherein the enzyme "granule Bound Starch Synthesis "is. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, wobei das Kohlenhydrat-modifizierende Enzym ein Enzym ist, das an der Proteinglykosylierung beteiligt ist.10. The method according to any one of claims 1-7, wherein the Carbohydrate-modifying enzyme is an enzyme that is linked to protein glycosylation is involved. 11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Enzym β-1,2-N- Acetylglucosaminyltransferase I (GnTI) ist.11. The method of claim 10, wherein the enzyme β-1,2-N- Acetylglucosaminyltransferase I (GnTI). 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Wirtsorganismus eine Nutzpflanze ist.12. The method according to any one of claims 1 to 11, wherein the Host organism is a useful plant. 13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Nutzpflanze Weizen, Gerste, Mais, Zuckerrübe, Zuckerrohr, eine Brassicaceae, eine Leguminose, Tabak oder eine Kartoffelpflanze ist.13. The method of claim 12, wherein the crop Wheat, barley, corn, sugar beet, sugar cane, one Brassicaceae, a legume, tobacco or one Potato plant is. 14. Pflanzensamen, Pflanzenzelle oder Pflanze, die das nach einem der Ansprüche 1-11 definierte Gen enthalten.14. Plant seeds, plant cells or plants that have the following contain one of the claims 1-11 defined gene.
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