DE10035084A1 - Nucleic acid molecule encoding a plant AMP deaminase - Google Patents

Nucleic acid molecule encoding a plant AMP deaminase

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DE10035084A1
DE10035084A1 DE2000135084 DE10035084A DE10035084A1 DE 10035084 A1 DE10035084 A1 DE 10035084A1 DE 2000135084 DE2000135084 DE 2000135084 DE 10035084 A DE10035084 A DE 10035084A DE 10035084 A1 DE10035084 A1 DE 10035084A1
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    • C12N9/78Hydrolases (3) acting on carbon to nitrogen bonds other than peptide bonds (3.5)

Abstract

Die Isolation und Klonierung einer für die AMP-Deaminase aus Arabidopsis thaliana codierenden Nucleinsäuresequenz wird beschrieben. Das die Nucleinsäuresequenz enthaltende isolierte Nucleinsäuremolekül ermöglicht die Expression und Isolation einer hochreinen pflanzlichen AMP-Deaminase, die es erlaubt, herbizide Inhibitoren dieser AMP-Deaminase zu erfassen. Darüber hinaus können mit Hilfe dieser isolierten AMP-Deaminase transgene Pflanzen hergestellt werden, die eine erhöhte Resistenz gegenüber AMP-Deaminase-Inhibitoren aufweisen.The isolation and cloning of a nucleic acid sequence coding for the AMP deaminase from Arabidopsis thaliana is described. The isolated nucleic acid molecule containing the nucleic acid sequence enables the expression and isolation of a high-purity vegetable AMP deaminase, which makes it possible to detect herbicidal inhibitors of this AMP deaminase. In addition, this isolated AMP deaminase can be used to produce transgenic plants which have increased resistance to AMP deaminase inhibitors.

Description

Die AMP-Deaminase (Adenosinmonophosphat-Deaminase) (EC 3.5.4.6) katalysiert in Eukaryonten die irreversible hydrolytische Deaminierung der Aminogruppe von AMP (Adenosinmonophosphat) zu equimolaren Mengen IMP (Inosinmonophosphat) und Ammoniak. Die AMP-Deaminase (AMP-DA) ist in allen eukaryoten Organismen zu finden (Meyer et al., Biochemistry, 28 (1989), 8734-8743; Thakkar et al., Biochem. J., 290 (1993), 335-341). Das Enzym wird als Schlüsselenzym bei der Kontrolle des Energiehaushalts sowie des Purinstoffwechsels eukaryoter Zellen angesehen. Der AMP-Deaminase kommt aufgrund ihrer Funktion beim Abbau von AMP in Pflanzen eine wichtige Rolle bei der Regulation des Energiestatus der Zelle zu (Lowenstein J. M., Int. J. Sports Med., 11 (1990), 3746).Catalyzed the AMP deaminase (adenosine monophosphate deaminase) (EC 3.5.4.6) in eukaryotes the irreversible hydrolytic deamination of the amino group of AMP (adenosine monophosphate) in equimolar amounts IMP (inosine monophosphate) and ammonia. The AMP deaminase (AMP-DA) is found in all eukaryotic organisms to be found (Meyer et al., Biochemistry, 28 (1989), 8734-8743; Thakkar et al., Biochem. J., 290 (1993), 335-341). The enzyme is the key enzyme in the Control of energy balance and purine metabolism in eukaryotic cells considered. The AMP deaminase comes from its function in the breakdown of AMP in plants plays an important role in regulating the energy status of the cell zu (Lowenstein J.M., Int. J. Sports Med., 11 (1990), 3746).

Die pflanzliche AMP-Deaminase ist aufgrund ihrer Rolle im pflanzlichen Purinstoffwechsel als herbizider Wirkort erstmalig von Dancer (Dancer et al., Plant Physiol., 114 (1997), 119-129) erkannt worden. Ein bekanntes inhibitorisch wirksames Molekül der AMP-Deaminase ist das carbocyclische Derivat des Coformycins, das Polygocidin. Hierbei handelt es sich um einen Naturstoff aus dem Mikroorganismus Saccharothrix spp. (Dancer et al., Plant Physiol., 114 (1997), 119-129). Die Wirksamkeit von Polygocidin ist an verschiedenen mono- und dikotylen Unkräutern gezeigt worden. Die zur Kontrolle notwendige Aufwandmenge des Wirkstoffs beträgt weniger als 32 g/ha im Nachauflaufverfahren, um eine herbizide Wirkung zu erreichen (Bush et al., Phytochemistry, 32 (1993), 737-739). Beobachtete Symptome an der Pflanze sind nach Applikation von Coformycin beispielsweise die Beeinträchtigung des pflanzlichen Wachstums als Folge von Erbleichung und Nekrosen an Apikalmeristemen pflanzlicher Gewebe. Dancer (Dancer et al., Plant Physiol., 114 (1997), 119-129) konnte zeigen, dass in planta die herbizide Wirkung von carbocyclischem Coformycin auf der Inhibition der AMP- Deaminase-Aktivität durch die in vivo phosphorylierte Form (phosphoryliertes carbocyclisches Coformycin) beruht.The vegetable AMP deaminase is due to its role in the vegetable Purine metabolism as a herbicidal site of action for the first time by Dancer (Dancer et al., Plant Physiol., 114 (1997), 119-129). A well known inhibitory effective molecule of AMP deaminase is the carbocyclic derivative of Coformycins, the polygocidin. This is a natural product from the Microorganism Saccharothrix spp. (Dancer et al., Plant Physiol., 114 (1997), 119-129). The effectiveness of polygocidine is different on mono- and dicotyledons Weeds have been shown. The application rate required for the control Active ingredient is less than 32 g / ha post-emergence to be a herbicidal Achieve effect (Bush et al., Phytochemistry, 32 (1993), 737-739). Symptoms observed on the plant are after application of coformycin for example the impairment of plant growth as a result of  Bleaching and necrosis on apical meristems of plant tissues. Dancer (Dancer et al., Plant Physiol., 114 (1997), 119-129) could show that in planta the herbicidal effect of carbocyclic coformycin on the inhibition of AMP Deaminase activity by the in vivo phosphorylated form (phosphorylated carbocyclic coformycin) is based.

Die Folge der Inhibierung der AMP-Deaminase ist vermutlich eine Anhäufung von AMP, welches durch die Aktivität der Adenylatkinase zu ADP (Adenosindiphosphat) konvertiert wird. Eine messbare Folge der Applikation des Herbizids ist der Anstieg der ATP-Konzentration, da die Synthese von ATP (Adenosintriphosphat) durch die Verfügbarkeit von ADP und freiem Phosphat bestimmt wird (Dancer et al., Plant Physiol., 114 (1997), 119-129). Die Hemmung der AMP-Deaminase in planta führt demnach aufgrund der Rolle des Enzyms im Stoffwechsel zu einer Fehlsteuerung des Adeninnukleotidstatus der pflanzlichen Zelle, was einen gravierenden Einfluss auf nahezu alle energieabhängigen Stoffwechselwege der Pflanze hat.The result of inhibiting AMP deaminase is believed to be an accumulation of AMP, which by the activity of the adenylate kinase to ADP (adenosine diphosphate) is converted. A measurable consequence of the application of the herbicide is the increase the ATP concentration, since the synthesis of ATP (adenosine triphosphate) by the Availability of ADP and free phosphate is determined (Dancer et al., Plant Physiol., 114: 119-129 (1997). Inhibition of AMP deaminase in planta results consequently due to the role of the enzyme in metabolism to malfunction the adenine nucleotide status of the plant cell, which has a serious impact on almost all energy-dependent metabolic pathways of the plant.

Pflanzliche AMP-Deaminasen konnten partiell aus Geweben verschiedener Pflanzen aufgereinigt werden (Yoshino & Murakami, Z. Pflanzenphysiologie, 99 (1980), 331-338; Lo Floc'h & Lafleuriel, Physiol. Veg., 21, (1982), 15-17, Yabuki & Ashihara, Phytochemistry, 31 (1992) 1905-1909, Dancer et al., Plant Physiol., 114 (1997), 119-129). Bisher konnten allerdings keinerlei Peptidsequenzen aus partiell gereinigten AMP-Deaminase-Fraktionen von Pflanzen gewonnen werden, so dass hiervon Oligonukleotide für eine Detektion korrespondierender Gensequenzen hätten abgeleitet werden können.Plant-based AMP deaminases could be partially derived from tissues from different plants be cleaned up (Yoshino & Murakami, Z. Plant Physiology, 99 (1980), 331-338; Lo Floc'h & Lafleuriel, Physiol. Veg., 21, (1982), 15-17, Yabuki & Ashihara, Phytochemistry, 31 (1992) 1905-1909, Dancer et al., Plant Physiol., 114 (1997), 119-129). So far, however, no peptide sequences from partial purified AMP deaminase fractions can be obtained from plants so that of which oligonucleotides for the detection of corresponding gene sequences could have been derived.

Auch konnten bisher keinerlei pflanzliche vollständige Nukleinsäuresequenzen identifiziert werden, die Ähnlichkeit zu anderen AMP-Deaminasen aus pro- und eukaryotischen Organismen besitzen und für ein funktionales Protein codieren. Lediglich ein "Expressed Sequence Tag" (T21250) aus Arabidopsis thaliana (TIGR- Database-Institute for Genome Research) mit Ähnlichkeit zu einer AMP-Deaminase ist ohne Nachweis oder Beanspruchung einer Funktion bekanntgeworden.So far, no complete vegetable nucleic acid sequences have been found the similarity to other AMP deaminases from pro- and possess eukaryotic organisms and code for a functional protein. Just an "Expressed Sequence Tag" (T21250) from Arabidopsis thaliana (TIGR-  Database Institute for Genome Research) similar to an AMP deaminase has become known without proof or use of a function.

Ein pflanzliches Protein mit AMP-Deaminase-Aktivität kann in einem Testverfahren zur Identifizierung von potenziell herbizidwirksamen Substanzen verwendet werden (Dancer et al., Plant Physiol., 114 (1997), 119-129). Die Wahrscheinlichkeit des Auffindens neuer wirtschaftlich attraktiver Pflanzenschutzwirkstoffe erhöht sich durch die Möglichkeit, in einer einfachen handhabbaren Methode möglichst viele Substanzen auf ihre inhibitorische potenziell herbizide Wirkung testen zu können.A vegetable protein with AMP deaminase activity can be tested be used to identify potentially herbicidal substances (Dancer et al., Plant Physiol., 114 (1997), 119-129). The probability of Finding new economically attractive crop protection agents increases through the possibility of as many as possible in a simple, manageable method To be able to test substances for their inhibitory potentially herbicidal activity.

Vorteilhaft für ein solches Testsystem ist die Verfügbarkeit von erforderlichen Mengen eines Enzyms mit hoher Reinheit. Die Verfügbarkeit einer rekombinant hergestellten pflanzlichen AMP-Deaminase würde das Verfahren zum Auffinden von Inhibitoren des Enzyms erheblich erleichtern. Einerseits ließen sich größere Mengen leichter und kostengünstiger herstellen, und andererseits würde durch seine Verwendung der Einfluss störender Nebenaktivitäten verhindert werden, die bei der Verwendung von pflanzlichen Rohextrakten auftreten können oder berücksichtigt werden müssen. Die Möglichkeit der Produktion eines rekombinanten Enzyms erfordert die Bereitstellung eines DNA-Moleküls oder cDNA-Moleküls, das die Nucleinsäuressequenz aufweist, die für eine solche pflanzliche AMP-Deaminase codiert.The availability of required is advantageous for such a test system Amounts of high purity enzyme. The availability of a recombinant Plant-based AMP deaminase would be the process of finding Ease inhibitors of the enzyme considerably. On the one hand, larger quantities were possible easier and cheaper to manufacture, and on the other hand, would Use of the influence of disruptive side activities that are prevented at the Use of raw vegetable extracts may occur or be considered Need to become. The possibility of producing a recombinant enzyme requires the provision of a DNA molecule or cDNA molecule that can Has nucleic acid sequence for such a plant AMP deaminase coded.

Die Aufgabe bestand nun darin, genetische Informationen über mindestens eine RNA-, oder DNA-Sequenz einer AMP-Deaminase eines pflanzlichen Organismus zu erhalten und diese dann zum Aufbau eines in vitro-screening Systems für herbizide Wirktstoffe zu entwickeln und einzusetzen.The task now was to provide genetic information about at least one RNA or DNA sequence of an AMP deaminase from a plant organism obtained and then to build an in vitro screening system for herbicides Develop and use active ingredients.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist es notwendig, mindestens eine Volllängen cDNA aus einer Pflanze zu isolieren, um dann eventuell mit Hilfe dieser Volllängen cDNA die Möglichkeit zu erhalten, weitere AMP-Deaminasen aus anderen, vorzugsweise pflanzlichen Organismen, zu identifizieren und unter Umständen zu isolieren. Hierbei stellt ein cDNA-Molekül eine doppelsträngiges DNA-Molekül dar, das durch Synthese eines zur mRNA komplementären DNA-Stranges, des sogenannten cDNA-Erststrangs, und darauf folgender Synthese des zum Erststrang komplementären zweiten DNA-Stranges erhalten wird. Diese Methode ist eine dem Fachmann bekannte Methode, um eine auf der mRNA-Ebene vorhandene Sequenzinformation in eine besser manipulierbare und klonierbare Nucleinsäure, die DNA, zu überführen.To solve this task, it is necessary to make at least one full-length cDNA to isolate a plant in order to then possibly use the full-length cDNA  Possibility to get more AMP deaminases from others, preferably to identify and possibly isolate plant organisms. Here, a cDNA molecule is a double-stranded DNA molecule which is characterized by Synthesis of a DNA strand complementary to the mRNA, the so-called cDNA first strand, and subsequent synthesis of the first strand complementary second strand of DNA is obtained. This method is one of those A method known to a person skilled in the art to determine an existing one at the mRNA level Sequence information into a more manipulable and clonable nucleic acid that DNA to convict.

Die so erhaltenen isolierten Nucleinsäuremoleküle und die auf ihnen enthaltene Sequenzinformation können anschließend dazu benutzt werden, ein in vitro- Testsystem (Screening) zu realisieren, das auf der Verwendung der mindestens durch eine cDNA-Sequenz codierten und exprimierten Proteine basiert. Hierzu wird die erhaltene cDNA in ein geeignetes Expressionssystem einkloniert, das dazu dient, das durch die cDNA codierte Protein, in diesem Fall die AMP-Deaminase, in einem geeigneten Wirtsorganismus zu exprimieren. Anschließend kann dieses rekombinante Protein in ausreichend reiner Form aus dem Expressionsansatz gewonnen werden und steht zur biochemischen Analyse oder aber auch direkt für ein in vitro Testsystem zur Verfügung, bei dem die Wirksamkeit von Substanzen, beispielsweise aus unterschiedlichen chemischen Bibliotheken, bezogen auf genau dieses Protein getestet werden kann.The isolated nucleic acid molecules thus obtained and those contained on them Sequence information can then be used to generate an in vitro Realize test system (screening) based on the use of at least proteins encoded and expressed by a cDNA sequence. To do this the cDNA obtained is cloned into a suitable expression system serves, the protein encoded by the cDNA, in this case the AMP deaminase, in to express a suitable host organism. Then this can recombinant protein in a sufficiently pure form from the expression mixture obtained and stands for biochemical analysis or also directly for an in vitro test system is available in which the effectiveness of substances, for example from different chemical libraries, based on exactly this protein can be tested.

Gegenstand der Erfindung ist ein isoliertes Nucleinsäuremolekül, enthaltend eine Nucleinsäuresequenz, die für ein Protein codiert, das die biologische Aktivität einer pflanzlichen AMP-Deaminase aufweist, wobei die Nucleinsäuresequenz ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus:
The invention relates to an isolated nucleic acid molecule containing a nucleic acid sequence which codes for a protein which has the biological activity of a plant AMP deaminase, the nucleic acid sequence being selected from the group consisting of:

  • a) Nucleinsäuresequenzen die die unter SEQ ID NO 1 angegebene Nucleinsäuresequenz umfassen und/oder die für ein Protein mit der unter SEQ ID No 2 angegebenen Aminosäuresequenz codieren; a) Nucleic acid sequences that given under SEQ ID NO 1 Include nucleic acid sequence and / or that for a protein with the below Encode SEQ ID No 2 given amino acid sequence;  
  • b) Nucleinsäuresequenzen, die mit den unter (a) genannten Nucleinsäuresequenzen hybridisieren;b) Nucleic acid sequences with those mentioned under (a) Hybridize nucleic acid sequences;
  • c) Nucleinsäuresequenzen, deren Sequenz aufgrund des genetischen Codes degeneriert ist im Vergleich zu den unter (a) oder (b) genannten Nucleinsäuresequenzen; undc) Nucleic acid sequences, their sequence based on the genetic code is degenerate compared to those mentioned under (a) or (b) nucleic acid sequences; and
  • d) Nucleinsäuresequenzen, die Fragmente, Derivate oder allele Varianten der unter (a) bis (c) genannten Nucleinsäuresequenzen darstellen.d) nucleic acid sequences, the fragments, derivatives or allelic variants of the represent under (a) to (c) nucleic acid sequences.

Der Begriff Derivat bezeichnet an dieser Stelle sowie im Gesamtinhalt dieser Beschreibung Veränderungen, die entweder keinen Einfluss auf die Aminosäuresequenz haben, wie dies beispielsweise durch Veränderungen der dritten Base (der sog. Wobble-Base) eines Triplet-Codons einer Nucleinsäuresequenz der Fall ist, oder aber die zwar einen Einfluss auf die Aminosäurezusammensetzung haben, wobei das Gesamtprotein dann aber immer noch die biochemischen Charakteristika und/oder enzymatischen Eigenschaften einer AMP-Deaminase aufweist.The term derivative denotes here and in the overall content of these Description changes that do not affect either Have amino acid sequence, as for example by changing the third base (the so-called wobble base) of a triplet codon one Nucleic acid sequence is the case, or which has an impact on the Amino acid composition, but the total protein then always nor the biochemical characteristics and / or enzymatic properties an AMP deaminase.

Allerle Varianten der unter SEQ ID NO 1 angegebenen Nucleinsäuresequenz können aus dem gleichen Organismus gewonnen werden, aus dem das Nucleinsäuremolekül gemäß (a), (b) oder (c) entstammt. Im allgemeinen können derartige allele Varianten gefunden werden, indem man entweder direkt mit der gesamten Nucleinsäuresequenz gemäß SEQ ID NO 1 oder Fragmenten davon in entsprechenden Genbanken danach sucht, oder aber indem man auf der Basis wahrscheinlich konservierter Bereiche der in der SEQ ID NO 2 dargestellten Aminäuresequenz PCR-Primer (Startermoleküle für die Polymerasekettenreaktion) entwickelt, die an mehreren Positionen degeneriert sind.All variants of the nucleic acid sequence given under SEQ ID NO 1 can are obtained from the same organism from which the Nucleic acid molecule according to (a), (b) or (c). In general, you can Such allelic variants can be found by either using the entire nucleic acid sequence according to SEQ ID NO 1 or fragments thereof in search for the relevant gene banks, or by using the base probably conserved areas of those shown in SEQ ID NO 2 Amine acid sequence PCR primer (starter molecules for the polymerase chain reaction) developed that are degenerate at multiple positions.

Nucleinsäuremoleküle, die mit Nucleinsäuremolekülen, die die Nucleinsäuresequenz gemäß SEQ ID NO 1 oder Fragmente davon enthalten, hybridisieren, können z. B. aus genomischen oder aus cDNA-Bibliotheken verschiedener Organismen isoliert werden. Die Identifizierung und Isolierung derartiger Nucleinsäuremoleküle aus Pflanzen oder anderen Organismen kann dabei unter Verwendung der erfindungsgemäßen Nucleinsäuremoleküle erfolgen (siehe z. B. Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2. Aufl. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY).Nucleic acid molecules that match nucleic acid molecules that have the nucleic acid sequence contain according to SEQ ID NO 1 or fragments thereof, can hybridize z. B. isolated from genomic or from cDNA libraries of different organisms  become. The identification and isolation of such nucleic acid molecules Plants or other organisms can be used using the nucleic acid molecules according to the invention take place (see, for example, Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2nd ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY).

Als Hybridiserungsprobe können beispielsweise Nucleinsäuremoleküle verwendet werden, die exakt die oder im wesentlichen die unter SEQ ID NO 1 angegebene Sequenz oder Fragmente dieser Sequenz aufweisen. Bei den als Hybridisierungsproben verwendeten Nucleinsäuremolekülen kann es sich auch um synthetische Nucleinsäuremoleküle handeln, die mit Hilfe der gängigen Synthesetechniken hergestellt wurden und deren Sequenz im wesentlichen mit der erfindungsgemäßen Sequenz hybridisiert. Werden RNA-Moleküle als Hybridisierungsprobe verwendet, so werden diese im allgemeinen mit Hilfe der in vitro-Transkription von einem DNA-Molekül hergestellt, das in einen entsprechenden und dem Fachmann bekannten in vitro-Transkriptionsvektor integriert ist. Eine Nucleinsäuresequenz, die eine signifikante Homologie zur codierenden Nucleinsäuresequenz SEQ ID NO 1 oder zu der ihr komplementären Sequenz aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die codierende Sequenz im allgemeinen mindestens 70%, bevorzugt mindestens 80%, besonders bevorzugt mindestens 90%, ganz besonders bevorzugt mindestens 95%, insbesondere bevorzugt mindestens 98%, oder am stärksten bevorzugt mindestens 99% Sequenzidentität zur Nucleinsäuresequenz SEQ ID NO 1 oder deren Komplement über eine Länge von mindestens 20, bevorzugt mindestens 30, besonders bevorzugt mindestens 40, ganz besonders bevorzugt mindestens 60, insbesondere bevorzugt mindestens 100 Basen in kontinuierlicher Abfolge, und am stärksten bevorzugt über die volle Länge der SEQ ID NO 1 aufweist. Jede Kombination der zuvor angegebenen Grade und Minimalgrößen kann zur Definition der erfindungsgemäßen Nucleinsäuresequenz benutzt werden, wobei stringentere Bedingungen die bevorzugte Auswahl darstellen. Somit stellt beispielhaft sowohl eine Nucleinsäuresequenz mit mindestens einer Sequenzidentität von 90% über 20, bevorzugt über 30 Nucleotide einen Gegenstand der Erfindung dar, genauso wie dies bei einer Nucleinsäuresequenz mit 95% Sequenzidentität über eine Länge von 40 Nucleotiden der Fall ist.For example, nucleic acid molecules can be used as the hybridization sample be exactly the or essentially that specified under SEQ ID NO 1 Have sequence or fragments of this sequence. With the as Hybridization samples used nucleic acid molecules can also be synthetic nucleic acid molecules act with the help of common Synthetic techniques were produced and their sequence essentially with the sequence hybridized according to the invention. Are RNA molecules considered Hybridization sample used, these are generally with the help of in vitro transcription of a DNA molecule made into a corresponding and integrated in vitro transcription vector known to the person skilled in the art. A nucleic acid sequence that has significant homology to coding Nucleic acid sequence SEQ ID NO 1 or the sequence complementary to it is characterized in that the coding sequence in general at least 70%, preferably at least 80%, particularly preferably at least 90%, very particularly preferably at least 95%, particularly preferably at least 98%, or most preferably at least 99% sequence identity to the nucleic acid sequence SEQ ID NO 1 or its complement over a length of at least 20, preferably at least 30, particularly preferably at least 40, very particularly preferably at least 60, particularly preferably at least 100 Bases in a continuous sequence, and most preferred over the full length which has SEQ ID NO 1. Any combination of the degrees and Minimum sizes can be used to define the nucleic acid sequence according to the invention are used, with more stringent conditions being the preferred choice represent. Thus, both a nucleic acid sequence is provided by way of example at least a sequence identity of 90% over 20, preferably over 30 nucleotides  represent an object of the invention, as well as in a Nucleic acid sequence with 95% sequence identity over a length of 40 Nucleotides is the case.

Weiterhin sind Nucleinsäuremoleküle oder Fragmente, Derivate oder allele Varianten davon Gegenstand der Erfindung, die spezifisch mit dem erfindungsgemäßen Nucleinsäuremolekül oder Fragmenten, Derivaten oder allelen Varianten davon hybridisieren. Die entsprechenden Fragmente, Derivate oder allele Varianten können durch Insertion, Deletion, Addition, Substitution oder Inversion entstanden sein. Die Minimallänge eines hybridisierenden Nucleinsäuremoleküls beträgt hierbei 15 Nucleotide. Die Bezeichnung "spezifisch hybridisieren" meint, dass unter konventionellen Hybridisierungsbedingungen, bevorzugt unter stringenten Bedingungen, keine signifikante Kreuzhybridisierung mit Nucleinsäuresequenzen, die für andere Proteine als für das erfindungsgemäße Protein codieren, beobachtet werden kann. Als spezifische Hybridisierungsbedingungen gelten beispielsweise 0.03 M Natriumchlorid und 0.003 M tri-Natriumcitrat bei ca. 60°C. Solche Nucleinsäuremoleküle weisen eine Gesamtlänge von mindestens 20 Nucleotiden, bevorzugt eine Länge von mindestens 50 Nucleotiden und besonders bevorzugt eine Länge von mindestens 100 Nucleotiden auf. Derartige Moleküle können als PCR-Primer oder als Hybrisierungsproben eingesetzt werden. Die codierende Nucleinsäuresequenz SEQ ID NO 1 kann durch Nucleotidsubstitutionen verändert werden, wie beispielsweise durch 1, 2, oder 3 bis 10, 25, 50, 100 oder 300 Austausche. Fragmente der Nucleinsäuresequenz wie unter (a), (b), oder (c) der Erfindung benannt können als Primer, zum Beispiel als PCR-Primer (Polymerase Chain Reaction Primer), als Primer für alternative Amplifikationsprozeduren, als Detektionsmolekül mit radioaktiver oder nicht-radioaktiver Markierung oder zur Klonierung in geeignete Vektoren eingesetzt werden. Derartige Primer, Detektionsmoleküle oder andere Fragmente sind bevorzugt mindestens 10, mindestens 15, mindestens 20, mindestens 25, mindestens 30 oder mindestens 40 Nucleotide lang. Also nucleic acid molecules or fragments, derivatives or alleles Variants thereof the subject of the invention that specifically with the Nucleic acid molecule according to the invention or fragments, derivatives or alleles Hybridize variants thereof. The corresponding fragments, derivatives or alleles Variants can be created by insertion, deletion, addition, substitution or inversion have arisen. The minimum length of a hybridizing nucleic acid molecule is 15 nucleotides. The term "hybridize specifically" means that under conventional hybridization conditions, preferably under stringent conditions, no significant cross hybridization with Nucleic acid sequences that are different for proteins than for the invention Encode protein that can be observed. As specific Hybridization conditions apply, for example, 0.03 M sodium chloride and 0.003 M tri-sodium citrate at approx. 60 ° C. Such nucleic acid molecules have one Total length of at least 20 nucleotides, preferably a length of at least 50 nucleotides and particularly preferably a length of at least 100 nucleotides. Such molecules can be used as PCR primers or as Hybridization samples are used. The coding nucleic acid sequence SEQ ID NO 1 can be changed by nucleotide substitutions, such as by 1, 2, or 3 to 10, 25, 50, 100 or 300 exchanges. Fragments of Nucleic acid sequence as named under (a), (b), or (c) of the invention can be as Primer, for example as a PCR primer (Polymerase Chain Reaction Primer), as Primer for alternative amplification procedures, as a detection molecule with radioactive or non-radioactive labeling or for cloning into suitable Vectors are used. Such primers, detection molecules or others Fragments are preferably at least 10, at least 15, at least 20, at least 25, at least 30 or at least 40 nucleotides in length.  

Typischerweise sind sie beispielsweise 40, 50, 60, 70, 100 oder 150 Nucleotide lang oder beispielsweise 200, 300, 400, 500, 600 oder 700 Nucleotide lang oder nur einige wenige Nucleotide wie beispielsweise 5 oder 10 Nucleotide kürzer als die gesamte codierende Sequenz gemäß SEQ ID NO 1.They are typically 40, 50, 60, 70, 100 or 150 nucleotides long, for example or, for example, 200, 300, 400, 500, 600 or 700 nucleotides long or only a few nucleotides such as 5 or 10 nucleotides shorter than that entire coding sequence according to SEQ ID NO 1.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer cDNA, die für eine pflanzliche AMP-Deaminase, vorzugsweise für eine AMP- Deaminase aus Arabidopsis thaliana codiert, und die ausgehend von einer mRNA aus pflanzlichem Gewebe isoliert wurde. Das Verfahren enthält beispielsweise die folgenden Schritte ohne jedoch hierauf begrenzt zu sein, wie:
Another object of the invention is a method for producing a cDNA which codes for a plant AMP deaminase, preferably for an AMP deaminase from Arabidopsis thaliana, and which was isolated from a plant tissue mRNA. For example, the method includes the following steps, but is not limited to them, such as

  • a) die Isolation einer mRNA-Population aus pflanzlichem Gewebe; unda) the isolation of an mRNA population from plant tissue; and
  • b) die reverse Transkription der gewonnenen mRNA-Population; undb) reverse transcription of the mRNA population obtained; and
  • c) die Zweitstrangsynthese basierend auf dem revers transkribierten Erststrang nach (b); undc) the second strand synthesis based on the reverse transcribed first strand after (b); and
  • d) die PCR-Amplifikation des nach (a) bis (c) erhaltenen cDNA- Doppelstrangmoleküls vor oder nach Verknüpfung mit geeigneten Adaptoren; undd) the PCR amplification of the cDNA obtained according to (a) to (c) Double stranded molecule before or after linking with suitable adapters; and
  • e) die Anreicherung und Identifizierung der für die AMP-Deaminase codierenden cDNA oder zumindest Fragmenten davon.e) the enrichment and identification of those coding for the AMP deaminase cDNA or at least fragments thereof.

Gegenstand der Erfindung sind darüber hinaus Vektoren, die die erfindungsgemäße Nucleinsäuresequenz enthalten, wobei der nicht homologe Wirtsorganismus beispielsweise ein Bakterium, eine Hefezelle, eine Insektenzelle oder eine Säugerzelle ist. Mit dem Begriff Vektor ist ein natürlich vorkommendes oder künstlich geschaffenes Nucleinsäuremolekül gemeint, welches zur Aufnahme, Vermehrung, Expression oder Übertragung weiterer wie beispielsweise der erfindungsgemäßen Nucleinsäuremoleküle mit den auf ihnen enthaltenen Nucleinsäuresequenzen dient. The invention also relates to vectors which are those according to the invention Contain nucleic acid sequence, the non-homologous host organism for example a bacterium, a yeast cell, an insect cell or a Is mammalian cell. The term vector is a naturally occurring or artificially created nucleic acid molecule, which Propagation, expression or transmission of others such as the Nucleic acid molecules according to the invention with those contained on them Nucleic acid sequences are used.  

Ein zusätzlicher Gegenstand der Erfindung sind Wirtszellen, die die erfindungsgemäßen Nucleinsäuremoleküle oder Vektoren, die die erfindungsgemäßen Nucleinsäuresequenzen enthalten, aufweisen. Die Wirtszelle kann eine prokaryotische, beispielsweise bakterielle, oder eukaryotische Zelle, beispielsweise eine pflanzliche Zelle, eine Hefezelle, eine Insektenzelle oder eine Säugerzelle sein.An additional object of the invention are host cells that the Nucleic acid molecules or vectors according to the invention, which the contain nucleic acid sequences according to the invention. The host cell can be a prokaryotic, e.g. bacterial, or eukaryotic cell, for example a plant cell, a yeast cell, an insect cell or a Be a mammalian cell.

Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf einen Vektor, der die erfindungsgemäße Nucleinsäuresequenz enthält, wobei der nicht homologe Wirtsorganismus E.coli oder Saccharomyces cerivisiae, oder eine Insektenzelle insbesesondere eine Schneider-Zelle der Linie SL-3 ist.In particular, the invention relates to a vector that the contains nucleic acid sequence according to the invention, the non-homologous Host organism E. coli or Saccharomyces cerivisiae, or an insect cell especially a Schneider cell of the SL-3 line.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer oder mehrerer Nucleinsäuremoleküle, die die erfindungsgemäßen Nucleinsäuresequenzen davon enthalten, zur Transformation prokaryoter oder eukaryoter Zellen. In diesem Zusammenhang bedeutet Transformation im Falle eurkaryoter Zellen, und hier speziell pflanzlicher Zellen, eine stabile Integration einer an einer bestimmten Stelle des Genoms des Wirtsorganismus nicht vorkommenden Nucleinsäuresequenz, die entweder in dem Organismus in identischer oder ähnlicher Form selbst schon mindestens einmal existiert oder aber die aus einem anderen Organismus entnommen wurde.Another object of the invention is the use of one or more Nucleic acid molecules, the nucleic acid sequences thereof according to the invention included, for the transformation of prokaryotic or eukaryotic cells. In this Context means transformation in the case of eurkaryotic cells, and here specifically plant cells, a stable integration of one in a certain place of the genome of the host organism does not occur either in the organism itself in an identical or similar form exists at least once or from another organism was removed.

Im Falle der Transformation prokaryoter Zellen oder eukaryoter Zellen, bei denen eine chromosomale Integration nicht erfolgt, bedeutet Transformation die Übertragung und stabile Replikation extrachromosomaler Vektoren wie beispielsweise von Plasmiden oder Viren. In beiden Fällen enthält das transformierte Nucleinsäuremolekül die erfindungsgemäße Nucleinsäuresequenz, sowie die entsprechenden zum Transkriptionsstart und -stop notwendigen Regulationselemente. Im Falle transformierter eurkaryoter und hier insbesondere pflanzlicher Zellen kann die Orientierung der integrierten Nucleinsäuresequenz bezüglich der sie umgebenden Regulationselemente in sense-Orientierung, d. h., die Nucleinsäuresequenz codiert potenziell für ein entsprechendes Polypeptid, oder in antisense-Orientierung, d. h., die Nucleinsäuresequenz codiert genau nicht für eine Polypeptid, vorliegen.In the case of transformation of prokaryotic cells or eukaryotic cells in which if there is no chromosomal integration, transformation means Transfer and stable replication of extrachromosomal vectors such as for example of plasmids or viruses. In both cases it contains the transformed one Nucleic acid molecule, the nucleic acid sequence according to the invention, and the appropriate for the start and stop of transcription Regulatory elements. In the case of transformed eurkaryotes and here in particular Plant cells can orient the integrated nucleic acid sequence with respect to the regulatory elements surrounding them in sense orientation, d. i.e., the  Nucleic acid sequence potentially codes for a corresponding polypeptide, or in antisense orientation, d. that is, the nucleic acid sequence does not exactly code for one Polypeptide.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung eines rekombinanten Proteins, das die biochemischen Charakteristika einer AMP-Deaminase aufweist, wobei die Herstellung beispielsweise dadurch gekennzeichnet ist, dass:
Another object of the invention is the production of a recombinant protein which has the biochemical characteristics of an AMP deaminase, the production being characterized, for example, in that:

  • a) ein Nucleinsäuremolekül das die Nucleinsäuresequenz gemäß SEQ ID NO 1 oder Fragmente, Derivate oder allele Varianten davon enthält in einen geeigneten Expressionsvektor integriert wird; unda) a nucleic acid molecule that the nucleic acid sequence according to SEQ ID NO 1 or contains fragments, derivatives or allelic variants thereof in one appropriate expression vector is integrated; and
  • b) der das Nucleinsäuremolekül das die Nucleinsäuresequenz gemäß SEQ ID NO 1 oder Fragmente, Derivate oder allele Varianten davon enthaltende Expressionsvektor nach (a) in eine entsprechende Wirtszelle übertragen wird; undb) the nucleic acid molecule that the nucleic acid sequence according to SEQ ID Containing NO 1 or fragments, derivatives or allelic variants thereof Expression vector according to (a) is transferred into a corresponding host cell; and
  • c) das exprimierte Protein gegebenenfalls gezielt aus dem Wirtsorganismus oder dem ihn umgebenden Medium isoliert wird;c) the expressed protein, if appropriate, specifically from the host organism or is isolated from the medium surrounding it;

Das Protein ist vorzugsweise auch nach seiner Isolation enzymatisch aktiv.The protein is preferably enzymatically active even after its isolation.

Die Überexpression wirtsfremder Proteine erfolgt vermehrt in Form von Fusionsproteinen. Solche Fusionsproteine sind in ihren Möglichkeiten und Einzelheiten in einer Vielzahl von Publikationen beschrieben worden, wie beispielsweise in Goedel (Hrsg.), Methods in Enzymology, 185 (1991) "Gene Expression Technology; Kost, Current Opinion in Biotechnology, 8 (1997), No. 5; Markides, Microbiol. Reviews, 60 (1996), 512-538; Olins, Current Opinion in Biotechnology, 7 (1996), No. 5; Rudoph et al., in Protein Function, IRL. Press (1997), Creighton Hrsg., 57-99; Shatzman, Current Opinion in Biotechnology, 6 (1995), No. 5.The overexpression of foreign proteins occurs increasingly in the form of Fusion proteins. Such fusion proteins are in their possibilities and Details have been described in a variety of publications such as for example in Goedel (ed.), Methods in Enzymology, 185 (1991) "Gene Expression technology; Kost, Current Opinion in Biotechnology, 8 (1997), No. 5; Markides, Microbiol. Reviews, 60 (1996), 512-538; Olins, Current Opinion in Biotechnology, 7 (1996), No. 5; Rudoph et al., In Protein Function, IRL. Press (1997), Creighton ed., 57-99; Shatzman, Current Opinion in Biotechnology, 6 (1995), No. 5th

Derartige Fusionsproteine haben mehrere Vorteile. So wird im Falle der Verknüpfung des Fremdproteins mit einer wirtszelleigenen Proteindomäne der proteolytische Abbau oft wesentlich verlangsamt, beziehungsweise die Toxizität des Fremdproteins für den Wirtsorganismus wird reduziert, wodurch die Ausbeute an gewünschtem Fremdprotein signifikant erhöht werden kann. Darüber hinaus verhindert die Fusion eines hydrophoben, zur Bildung von "Inclusion Bodies" neigenden Proteins mit einem hydrophilen Protein oftmals die Aggregation. Ein rekombinantes Protein kann deutlich effizienter gereinigt werden, wenn durch die erfolgte Genfusion eine Proteindomäne angefügt wird, die eine Reinigung mittels der Affinitätschromatographie ermöglicht. Hierbei unterscheidet man echte Fusionsproteine, die aus heterologen Proteinen beziehungsweise Proteindomänen bestehen, von Proteinen die sogenannte "Tags" aufweisen. Bei diesen handelt es sich um kurze endständige Aminosäuresequenzen. Bei einem solchen "Tag" kann es sich beispielsweise um ein poly-His-Tag handeln, wobei das dieses "Tag" aufweisende Fusionsprotein dann mit Hilfe der Ni2+-Komplexierung aufgereinigt wird. Daneben sind weiter "Tags" wie beispielsweise das poly-Arg-Tag, das Poly-Glu-Tag oder das Asp-Tyr-Lys-Asp4-Lys(FLAG) bekannt. Als Fusionspartner-Proteine kommen beispielsweise β-Galactosidase, Protein A, Streptavidin, Glutathion-S- Transferase oder das Maltose-Bindungsprotein in Frage, um nur einige zu nennen. Neben der Fusion mit nur einem "Tag", die entweder aminoterminal oder carboxyterminal erfolgen kann, können auch duale Fusionen durchgeführt werden, d. h., unterschiedliche "Tags" befinden sich sowohl am carboxterminalen und am aminoterminalen Ende des Fusionsproteins. Ein in dieser Gestalt vorliegendes Fusionsprotein kann dann in zwei aufeinanderfolgenden Schritten aufgereinigt werden.Such fusion proteins have several advantages. If the foreign protein is linked to a host cell's own protein domain, proteolytic degradation is often slowed down considerably, or the toxicity of the foreign protein to the host organism is reduced, which means that the yield of the desired foreign protein can be significantly increased. In addition, the fusion of a hydrophobic protein, which tends to form inclusion bodies, with a hydrophilic protein often prevents aggregation. A recombinant protein can be purified significantly more efficiently if a protein domain is added through the gene fusion which enables purification by means of affinity chromatography. A distinction is made here between real fusion proteins, which consist of heterologous proteins or protein domains, from proteins which have so-called "tags". These are short terminal amino acid sequences. Such a "tag" can be, for example, a poly-His tag, the fusion protein containing this "tag" then being purified using Ni 2+ complexation. In addition, "tags" such as the poly-Arg tag, the poly-Glu tag or the Asp-Tyr-Lys-Asp 4 -Lys (FLAG) are also known. Possible fusion partner proteins are, for example, β-galactosidase, protein A, streptavidin, glutathione-S-transferase or the maltose binding protein, to name just a few. In addition to the fusion with only one "tag", which can be either amino-terminal or carboxy-terminal, dual fusions can also be carried out, ie different "tags" are located at both the carbox-terminal and the amino-terminal end of the fusion protein. A fusion protein in this form can then be purified in two successive steps.

Besonders vorteilhaft erweist sich bei der Herstellung rekombinanter Proteine, die auf eukaryotischen Aminosäuresequenzen beruhen, die Verwendung von Hefezellen oder Insektenzellen als Wirtszellen.In the production of recombinant proteins, the based on eukaryotic amino acid sequences, the use of Yeast cells or insect cells as host cells.

Da eine Hefezelle bereits viele Merkmale eines Expressionssystems höherer Eukaryonten aufweist, ist man weitgehend in der Lage, unter Verwendung dieses Expressionssystem authentische eukaryotische Proteine zu erhalten, die in einigen Fällen alle posttranslationalen Modifikationen des ursprünglichen nicht rekombinanten Proteins tragen.Because a yeast cell already has many features of an expression system higher Having eukaryotes, one is largely able to use this Expression system to get authentic eukaryotic proteins in some  All post-translational modifications of the original do not carry recombinant protein.

Darüber hinaus ist man heute in der Lage, eine effiziente heterologe Genexpression in Insektenzellen durchzuführen. Hierbei kann das rekombinante Protein sowohl im Cytosol der Insektenzellen vorliegen oder auch ins Endoplasmatische Reticulum (ER) sezerniert werden. Bei der Expression rekombinanter Protein in Insektenzellen ist die Sicherheit am größten, dass am Ende ein authentisches Protein vorliegt, das dann auch alle Modifikationen enthält, die das nicht rekombinante Protein ebenfalls aufweist.In addition, one is now able to produce efficient heterologous gene expression perform in insect cells. Here, the recombinant protein can both Cytosol of the insect cells are present or also in the endoplasmic reticulum (ER) to be secreted. When expressing recombinant protein in insect cells the greatest security is that in the end there is an authentic protein that then also contains all modifications that the non-recombinant protein also contains having.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung des rekombinanten Proteins, das auf der erfindungsgemäßen Nucleinsäuresequenz basiert und durch diese codiert wird, zur Auffindung neuer Inhibitoren. Im Gegensatz zu dem bisher in U.S. Pat. No. 5 786 165 und von Dancer (Dancer et al., Plant Physiol. 114 (1997), 119-129) beschriebenen AMP-Deaminase-Tests besteht bei Einsatz der erfindungsgemäßen Nucleinsäuresequenz erstmals die Möglichkeit, das beschriebene Testverfahren auf der Basis eines hoch aufgereinigten und angereicherten Proteins durchzuführen, wodurch die Sensitivität des Testsystems einerseits, aber auch die Eindeutigkeit der erhaltenen Ergebnisse andererseits, verbessert wird.Another object of the invention is the use of the recombinant Protein based on the nucleic acid sequence of the invention and by this is encoded to find new inhibitors. In contrast to the one in U.S. Pat. No. 5,786,165 and by Dancer (Dancer et al., Plant Physiol. 114 (1997), 119-129) described AMP deaminase tests exists when using the nucleic acid sequence according to the invention for the first time the possibility that described test method on the basis of a highly purified and perform enriched protein, increasing the sensitivity of the test system on the one hand, but also the unambiguity of the results obtained on the other hand, is improved.

In diesem Sinn ist unter einem rekombinanten Protein eine Protein zu verstehen, das in einem heterologen Wirtssystem, im Falle der pflanzlichen AMP-Deaminase beispielsweise in einer bakteriellen Zelle oder in einer Hefezelle, synthetisiert wird und das entweder in seiner Aminosäurezusammensetzung einer Sequenz gemäß SEQ ID NO 2 entspricht, oder aber das in seiner Aminosäurezusammensetzung von der in SEQ ID NO 2 angegebenen Aminosäurezusammensetzung abweicht, aber dann immer noch die biochemischen Charakteristika und/oder enzymatischen Eigenschaften einer pflanzlichen AMP-Deaminase aufweist. Darüber hinaus kann ein rekombinantes Protein auch noch am aminoterminalen oder/und carboxyterminalen Ende Veränderungen/Ergänzungen aufweisen, die beispielsweise eine Aufreinigung erleichtern beziehungsweise die Aufreinigungsausbeute erhöhen und vorzugsweise seine enzymatischen Eigenschaften nicht oder wenn dann nur unwesentlich beeinflußt.In this sense, a recombinant protein is a protein that in a heterologous host system, in the case of plant AMP deaminase for example in a bacterial cell or in a yeast cell and either in its amino acid composition according to a sequence SEQ ID NO 2 corresponds, or that in its amino acid composition of deviates from the amino acid composition given in SEQ ID NO 2, but then still the biochemical characteristics and / or enzymatic Features of a vegetable AMP deaminase. Furthermore, can a recombinant protein also at the amino terminal or / and carboxy terminal end changes / additions that  for example, facilitate cleaning up or Increase purification yield and preferably its enzymatic Properties not or if then only marginally influenced.

Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung die Verwendung des rekombinanten Proteins, das auf der erfindungsgemäßen Nucleinsäuresequenz basiert, zur Auffindung neuer herbizider Inhibitoren.The invention furthermore relates to the use of the recombinant Protein based on the nucleic acid sequence according to the invention for Discovery of new herbicidal inhibitors.

Darüber hinaus ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung die Verwendung des rekombinanten Proteins, das auf der erfindungsgemäßen Nucleinsäuresequenz basiert, zur biochemischen oder strukturellen Charakterisierung von Inhibitoren.In addition, another object of the invention is the use of recombinant protein based on the nucleic acid sequence of the invention based, for the biochemical or structural characterization of inhibitors.

Durch die Bereitstellung der erfindungsgemäßen Nucleinsäuremoleküle ist es auch möglich, mit Hilfe gentechnischer Verfahren Pflanzen herzustellen, die mindestens ein weiteres für eine homologe oder heterologe AMP-Deaminase codierendes Gen enthalten und die ebenfalls eine Expression dieser homolologen oder heterologen AMP-Deaminase aufweisen. Im Falle einer heterologen AMP-Deaminase bedeutet dies, dass eine für eine AMP-Deaminase codierende Nucleinsäuresequenz mit Hilfe gentechnischer Methoden in die Pflanze eingebracht wird, die genau nicht schon vorher in dem Pflanzengenom, in das sie nun integriert wird, bereits vorhanden war. Die erfindungsgemäßen Nucleinsäuremoleküle werden mit regulatorischen Elementen verknüpft, die die Transkription und Translation in Pflanzenzellen gewährleisten, und in pflanzliche Zellen eingebracht, um eine optimale und stabile Transkription und Translation in den Pflanzenzellen des Zielorganismus zu gewährleisten.By providing the nucleic acid molecules of the invention, it is also possible with the help of genetic engineering to produce plants that at least another gene coding for a homologous or heterologous AMP deaminase contain and also an expression of these homolologous or heterologous AMP deaminase. In the case of a heterologous AMP deaminase means this using a nucleic acid sequence coding for an AMP deaminase genetic engineering methods that are not exactly introduced into the plant previously existed in the plant genome into which it is now integrated. The nucleic acid molecules according to the invention are used with regulatory Linked elements that involve transcription and translation in plant cells ensure, and incorporated into plant cells to ensure optimal and stable Transcription and translation in the plant cells of the target organism guarantee.

Für die Expression der verschiedenen oben beschriebenen erfindungsgemäßen Nucleinsäuresequenzen in Pflanzen kommt im Prinzip jeder in einer pflanzlichen Zelle funktionale Promotor in Betracht. Der Promotor kann homolog oder heterolog in bezug auf die verwendete Pflanzenspezies sein. Geeignet ist beispielsweise der 35S-Promotor des Cauliflower-Mosaik-Virus (Odell et al., Nature 313 (1985), 810-812), der eine konstitutive Expression in allen Geweben einer Pflanze gewährleistet. Es können jedoch auch Promotoren verwendet werden, die nur zu einem durch äußere Einflüsse determinierten Zeitpunkt oder in einem bestimmten Gewebe der Pflanze zu einer Expression nachfolgender Nucleinsäuresequenzen führen (Stockhaus et al., EMBO J. 8 (1989), 2245-2251).For the expression of the various inventive described above In principle, nucleic acid sequences in plants come in a plant Cell functional promoter into consideration. The promoter can be homologous or heterologous in relation to the plant species used. For example, the 35S promoter of the Cauliflower mosaic virus (Odell et al., Nature 313 (1985),  810-812), which ensures constitutive expression in all tissues of a plant. However, promoters can also be used that only lead to one external influences determined time or in a certain tissue the Plant lead to expression of subsequent nucleic acid sequences (Stockhaus et al., 1989, EMBO J. 8: 2245-2251).

Neben Promotoren können Nucleinsäureabschnitte zur Initiation der Transkription auch Nucleinsäuresequenzen enthalten, die eine weitere Steigerung der Transkriptionsaktivität gewährleisten, beispielsweise sogenannte Enhancer- Elemente.In addition to promoters, nucleic acid segments can be used to initiate transcription also contain nucleic acid sequences that further increase the Ensure transcription activity, for example so-called enhancer Elements.

Ferner kann der Begriff "regulatorische Elemente" auch Terminationssignale umfassen, die der korrekten Beendigung der Transkription sowie der Addition eines Poly-A-Schwanzes an das Transkript dienen, dem eine Funktion bei der Stabilisierung der Transkripte beigemessen wird. Derartige Elemente sind in der Literatur beschrieben und sind beliebig austauschbar. Beispiele für derartige Terminationssequenzen sind die 3'-nichttranslatierten Regionen, die das Polyadenylierungssignal des Nopalin-Synthase-Gens (NOS-Gen) oder des Octopinsynthase-Gens (Gielen et al., EMBO J. 8 (1989) 23-29) aus Agrobakterien umfassen, oder die 3'-nichttranslatierten Regionen der Gene der Speicherproteine aus Sojabohne, sowie die der Gene der kleinen Untereinheit aus Ribulose-1,5- Bisphosphat-Carboxylase (ssRUBISCO).The term “regulatory elements” can also include termination signals include the correct completion of the transcription and the addition of a Poly-A tail serve to the transcript, which has a function in the Stabilization of the transcripts is attributed. Such elements are in the Literature described and are interchangeable. Examples of such Termination sequences are the 3 'untranslated regions that the Polyadenylation signal of the nopaline synthase gene (NOS gene) or the Octopin synthase gene (Gielen et al., EMBO J. 8 (1989) 23-29) from agrobacteria comprise, or the 3'-untranslated regions of the genes of the storage proteins from soybean, as well as the genes of the small subunit from ribulose-1,5- Bisphosphate carboxylase (ssRUBISCO).

Gegenstand der Erfindung sind weiterhin auch transgene Pflanzenzellen, die ein erfindungsgemäßes Nucleinsäuremolekül enthalten, wobei dieses mit regulatorischen Elementen verknüpft ist, die die Transkription in pflanzlichen Zellen gewährleisten. Die regulatorischen Elemente sind vorzugsweise heterolog in bezug auf das erfindungsgemäße Nucleinsäuremolekül, d. h., sie stehen in keinem natürlichen biologischen Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Nucleinsäuresequenz. The invention furthermore also relates to transgenic plant cells which have a Contain nucleic acid molecule according to the invention, this with regulatory elements that are linked to transcription in plant cells guarantee. The regulatory elements are preferably heterologous in relation to the nucleic acid molecule according to the invention, d. that is, they are not in any natural biological connection with the invention Nucleic acid sequence.  

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind Vektoren, die die erfindungsgemäßen Nucleinsäuremoleküle enthalten, insbesondere solche, bei denen die beschriebenen Nucleinsäuremoleküle verknüpft sind mit regulatorischen Elementen, die die Transkription der erfindungsgemäßen Nucleinsäuresequenzen in pflanzlichen Zellen gewährleisten.Another object of the invention are vectors that the invention Contain nucleic acid molecules, especially those in which the described Nucleic acid molecules are linked to regulatory elements that make up the Transcription of the nucleic acid sequences according to the invention in plant cells guarantee.

Die Einführung erfindungsgemäßer Nucleinsäuremoleküle in pflanzliche Zellen erfolgt vorzugsweise unter Verwendung von Plasmiden. Bevorzugt werden dafür Plasmide verwendet, die eine stabile Integration in das pflanzliche Genom gewährleisten.The introduction of nucleic acid molecules according to the invention into plant cells is preferably carried out using plasmids. Are preferred for this Plasmids used that have stable integration into the plant genome guarantee.

Zur Vorbereitung der Einführung fremder Nucleinsäuremoleküle und der auf ihnen enthaltenen Nucleinsäuresequenz in höhere Pflanzen stehen eine große Anzahl von Klonierungsvektoren unter anderem auch von Plasmiden 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 Nucleinsäuremolekül, das die gewünschte Nucleinsäuresequenz, wie beispielsweise die SEQ ID NO 1 enthält, kann an einer passenden Restriktionsschnittstelle in den Vektor eingeführt werden. Das erhaltene Plasmid wird für die Transformation von E.coli-Zellen verwendet. Transformierte E.coli-Zellen werden in einem geeigneten Medium kultiviert, anschließend geerntet und lysiert. Das Plasmid wird nach Standardmethoden wiedergewonnen. Als Analysemethode zur Charakterisierung der gewonnenen Plasmid-DNA werden im allgemeinen Restriktionsanalysen und Sequenzanalysen eingesetzt. Nach jeder Manipulation kann die Plasmid-DNA gespalten werden und die resultierenden fragmentierten Nucleinsäuremoleküle in ausgewählter oder nicht ausgewählter Form mit anderen Nucleinsäuremolekülen verknüpft werden.To prepare for the introduction of and on foreign nucleic acid molecules A large number of nucleic acid sequences contained in higher plants are available Cloning vectors are also available from plasmids, among others Replication signal for E.coli and a marker gene for the selection of transformed Contain bacterial cells. Examples of such vectors are pBR322, pUC- Series, M13mp series, pACYC184 etc. The nucleic acid molecule that the Desired nucleic acid sequence, such as for example SEQ ID NO 1, can be inserted into the vector at an appropriate restriction site. The plasmid obtained is used for the transformation of E. coli cells. Transformed E.coli cells are cultivated in a suitable medium, then harvested and lysed. The plasmid is made using standard methods recovered. As an analysis method to characterize the obtained Plasmid DNA is generally used for restriction analysis and sequence analysis used. After each manipulation, the plasmid DNA can be cleaved and the resulting fragmented nucleic acid molecules in selected or not selected form can be linked with other nucleic acid molecules.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung eines oder mehrerer Nucleinsäuremoleküle, die die erfindungsgemäße Nucleinsäuresequenz enthalten zur Herstellung transformierter Pflanzen, wobei die transformierten Pflanzen eine gegenüber nicht transformierten, ansonsten aber genetisch identischen Pflanzen, erhöhte Resistenz bezüglich einem oder mehreren AMP-Deaminase-Inhibitoren aufweisen.In particular, the invention relates to the use of one or more Nucleic acid molecules which contain the nucleic acid sequence according to the invention for the production of transformed plants, the transformed plants being a towards non-transformed, but otherwise genetically identical plants,  increased resistance to one or more AMP deaminase inhibitors exhibit.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine transformierte Zelle, bevorzugt eine transformierte Pflanzenzelle, die die erfindungsgemäße Nucleinsäuresequenz enthält, wobei, im Falle der transformierten Pflanzenzelle besonders bevorzugt die chromosomal stabil integrierte Nucleinsäuresequenz verstanden wird. Weiterhin betrifft die Erfindung transformiertes Pflanzengewebe und fertile transformierte Pflanzen, die die erfindungsgemäße Nucleinsäuresequenz enthalten. Darüber hinaus ist Gegenstand der Erfindung das Saatgut, welches von den erfindungsgemäßen transformierten Pflanzen erhalten wird.Another object of the invention is a transformed cell, preferably one transformed plant cell which contains the nucleic acid sequence according to the invention contains, wherein, in the case of the transformed plant cell, particularly preferably the chromosomally stable integrated nucleic acid sequence is understood. Farther the invention relates to transformed plant tissue and fertile transformed Plants containing the nucleic acid sequence according to the invention. About that In addition, the subject of the invention is the seed, which of the transformed plants according to the invention is obtained.

Ein besonders bevorzugter Gegenstand der Erfindung sind transformierte Pflanzenzellen, Pflanzen und Pflanzensaatgut von Kulturpflanzen wie Alfalfa, Baumwolle, Gerste, Hafer, Kartoffel, Mais, Reis, Roggen, Soja, Sommerraps, Sonnenblume, Tomate, Weizen, Winterraps oder Zuckerrübe.A particularly preferred object of the invention are transformed Plant cells, plants and plant seeds of crops such as alfalfa, Cotton, barley, oats, potatoes, corn, rice, rye, soybeans, summer rape, Sunflower, tomato, wheat, winter rape or sugar beet.

Die transgenen Pflanzenzellen können nach den dem Fachmann bekannten Techniken zu vollständigen Pflanzen regeneriert werden. Die durch Regeneration der erfindungsgemäßen transgenen Pflanzenzellen erhältlichen Pflanzen sind ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Ferner sind Gegenstand der Erfindung Pflanzen, die die oben beschriebenen transgenen Pflanzenzellen enthalten. Bei den transgenen 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 Nutzpflanzen wie Alfalfa, Baumwolle, Hafer, Kartoffel, Mais, Reis, Roggen, Soja, Sommerraps, Sonneblume, Tomate, Weizen, Winterraps oder Zuckerrübe.The transgenic plant cells can be prepared according to those known to the person skilled in the art Techniques to regenerate whole plants. That through regeneration of the transgenic plant cells according to the invention are available plants also subject of the present invention. The subject of Invention plants containing the transgenic plant cells described above contain. In principle, the transgenic plants can be any plants trade any plant species, d. H. both monocot and dicot Plants. They are preferably useful plants, in particular useful plants such as alfalfa, cotton, oats, potatoes, corn, rice, rye, soybeans, summer rape, Sunflower, tomato, wheat, winter rape or sugar beet.

Für die Einführung von Nucleinsäuremolekülen in nackter Form oder integriert in einen Klonierungsvektor in eine pflanzliche Wirtszelle stehen eine Vielzahl von Techniken zu Verfügung. Diese Techniken umfassen die Transformation pflanzlicher Zellen mit T-DNA unter Verwendung von Agrobacterium tumefaciens oder Agrobacterium rhizogenes als Transformationsmittel (Hernalsteens et al., Nature, 287 (1980), 654-658; Fraley et al., Crit. Rev. Plant Sci., 4 (1985, 1-46; An et al., EMBO J., 4 (1985), 277-287; Bevan et al., Nucleic Acids Research, 12 (1984), 8711-8721; Chan et al., Plant Mol. Biol., 22 (1993), 491-506; Hiei et al., The Plant J., 6 (1994), 271-282; Guerineau and Mullineaux, in: Plant Molcular Biology Labfax; herausgegeben von Croy, Oxford, BIOS Scientific Publishers (1993), 121-148. Darüberhinaus kann die Methode der Protoplastentransformation angewendet werden (Donn et al., Abstracts VIIth International Congress on Plant Tissue and Cell Culture, (1990), 55; Morocz et al., Theoretical and Applied Genetics, 80 (1990), 721-726; Potrykus et al., Mol. Gen. Genet., 199 (1985), 183-188). Eine ebenfalls verbreitete Methode ist die Einbringung von Nucleinsäuremolekülen mittels der biolistischen Methode (Partikelbeschusstechnik) (Christou, Curr. Opinion Biotechnol., 4 (1993), 135-143; Christou et al., Bio/Technology, 9 (1991), 957-962; Iglesias et al., Planta, 192 (1994), 84-91; Russell et al., In Vitro Cell Div. Biol, 28P (1992) 97-100; Pereira and Erickson, Plant Cell. Rep., 14 (1995), 290-293; Becker et al., The Plant Journal, 5 (1994), 299-307).For the introduction of nucleic acid molecules in naked form or integrated in A variety of cloning vectors are available in a plant host cell  Techniques available. These techniques include plant transformation Cells with T-DNA using Agrobacterium tumefaciens or Agrobacterium rhizogenes as a transformation agent (Hernalsteens et al., Nature, 287: 654-658 (1980); Fraley et al., Crit. Rev. Plant Sci., 4 (1985, 1-46; An et al., EMBO J., 4: 277-287 (1985); Bevan et al., Nucleic Acids Research, 12 (1984), 8711-8721; Chan et al., Plant Mol. Biol., 22: 491-506 (1993); Hiei et al., The Plant J., 6 (1994), 271-282; Guerineau and Mullineaux, in: Plant Molcular Biology Labfax; edited by Croy, Oxford, BIOS Scientific Publishers (1993), 121-148. In addition, the protoplast transformation method can be used (Donn et al., Abstracts VIIth International Congress on Plant Tissue and Cell Culture, (1990), 55; Morocz et al., Theoretical and Applied Genetics, 80 (1990), 721-726; Potrykus et al., Mol. Gen. Genet., 199 (1985), 183-188). One too widespread method is the introduction of nucleic acid molecules by means of biolistic method (particle bombardment technique) (Christou, Curr. Opinion Biotechnol., 4 (1993), 135-143; Christou et al., Bio / Technology, 9: 957-962 (1991); Iglesias et al., 1994, Planta, 192: 84-91; Russell et al., In Vitro Cell Div. Biol, 28P (1992) 97-100; Pereira and Erickson, Plant Cell. Rep., 1995, 14: 290-293; Becker et al., The Plant Journal, 5 (1994), 299-307).

Weiterhin sind Methoden zur Pflanzentransformation bekannt, wie beispielsweise die Injektion oder die Elektroporation. Bei der Injektion und Elektroporation wie auch bei der Protoplastentransformation von Nucleinsäuremolekülen in Pflanzenzellen werden an sich keine speziellen Anforderungen an die verwendeten Plasmide gestellt. Es können einfache Plasmide wie z. B. pUC-Derivate (Vieira und Messing, Gene, 19 (1982), 259-268) verwendet werden. Sollen aber aus derartig transformierten Zellen vollständige Pflanzen regeneriert werden, ist die Anwesenheit eines selektierbaren Markergens notwendig.Methods for plant transformation are also known, for example injection or electroporation. With injection and electroporation as well in the protoplast transformation of nucleic acid molecules in plant cells are in themselves no special requirements for the plasmids used posed. Simple plasmids such as e.g. B. pUC derivatives (Vieira and brass, Gene, 19 (1982), 259-268) can be used. But from such transformed cells to regenerate whole plants is the presence a selectable marker gene is necessary.

Je nach Einführungsmethode gewünschter Nucleinsäuresequenzen in die Pflanzenzelle können jedoch auch weitere Nucleinsäuresequenzen neben der erfindungsgemäßen Nucleinsäuresequenzen erforderlich sein. Werden z. B. für die Transformation der Pflanzenzelle das Ti-Plasmid (aus Agrobacterium tumefaciens) oder das Ri-Plasmid (aus Agrobacterium rhizogenes) 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.Depending on the method of introduction desired nucleic acid sequences in the However, plant cells can also have other nucleic acid sequences besides the  nucleic acid sequences according to the invention may be required. Are z. B. for the Transformation of the plant cell, the Ti plasmid (from Agrobacterium tumefaciens) or the Ri plasmid (from Agrobacterium rhizogenes) must be used at least the right boundary, but often the right and left boundary the Ti and Ri plasmid T-DNA as a flank region with the genes to be introduced get connected.

Werden für die Transformation Agrobakterien verwendet, muss das einzuführende Nucleinsäuremolekül in spezielle Plasmide kloniert werden und zwar entweder in einen intermediären Vektor oder in einen sogenannten binären Vektor. Die intermediären Vektoren können aufgrund von Nucleinsäuresequenzen, die homolog zu Nucleinsäuresequenzen in 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 Agrobaterium tumefaciens übertragen werden (Konjugation). 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 (Holster et al., Mol. Gen. Genet. 163 (1978), 181-187). Die zur Transformation der Agrobakterien verwendeten Plasmide enthalten weiterhin ein Selektionsmarker-Gen, beispielsweise das NPT II-Gen, das die Selektion transformierter Bakterien erlaubt. Das als Wirtszelle dienende Agrobakterium soll 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 one to be introduced must be Nucleic acid molecule can be cloned into special plasmids, either in an intermediate vector or in a so-called binary vector. The intermediate vectors may be due to nucleic acid sequences that are homologous to nucleic acid sequences in the T-DNA, by homologous recombination in the Ti or Ri plasmid of the agrobacteria can be integrated. This contains also the vir region necessary for the transfer of the T-DNA. intermediaries Vectors cannot replicate in agrobacteria. Using a helper plasmid the intermediate vector can be transferred to Agrobaterium tumefaciens (Conjugation). Binary vectors can be found in E.coli as well as in agrobacteria replicate. They contain a selection marker gene and a linker or Polylinker framed by the right and left T-DNA border regions become. They can be transformed directly into the agrobacteria (Holster et al., Mol. Gen. Genet. 163: 181-187 (1978). The one for the transformation of agrobacteria plasmids used also contain a selection marker gene, for example the NPT II gene, which allows the selection of transformed bacteria. The agrobacterium serving as the host cell is said to be a plasmid that contains a vir region bears included. The vir region is for the transfer of T-DNA into the plant cell necessary. Additional T-DNA may be present. That so transformed Agrobacterium is used to transform plant cells.

Die Verwendung von T-DNA für die Transformation von Pflanzenzellen ist intensiv untersucht und ausreichend (Hoekema, In: The Binary Vector System Offsetdrukkerrij Kanters B. V., Alblasserdam (1985), Chapter V; Fraley et al., Crit. Plant. Sci., 4: 1-46 und An et al., EMBO J. 4 (1985), 277-287) beschrieben worden. The use of T-DNA for the transformation of plant cells is intensive examined and sufficient (Hoekema, In: The Binary Vector System Offsetdrukkerrij Kanters B.V., Alblasserdam (1985), Chapter V; Fraley et al., Crit. Plant. Sci., 4: 1-46 and An et al., EMBO J. 4 (1985), 277-287).  

Binäre Vektoren sind z. T. kommerziell erhältlich, z. B. pBIN19 (Clontech Laboratories, Ins., USA).Binary vectors are e.g. T. commercially available, e.g. B. pBIN19 (Clontech Laboratories, Ins., USA).

Für den Transfer der Nucleinsäuremoleküle in die Pflanzenzelle können Pflanzen- Explantate zwecksmäßigerweise mit Agrobacterium tumefaciens oder Agrobacterium rhizogenes kokultiviert werden. Aus dem infizierten Pflanzenmaterial (z. B. Blattstücke, Stengelsegmente, Wurzeln, aber auch 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 eingeführten Nucleinsäuresequenzen untersucht werden. Ist die eingeführte Nucleinsäuresequenz einmal im Genom der Pflanzenzelle integriert, so ist sie dort in der Regel stabil und bleibt auch in den Nachkommen der ursprünglich transformierten Zelle erhalten. Sie enthält normalerweise einen Selektionsmarker, der den transformierten Pflanzenzellen Resistenz gegenüber einem Biozid oder einem Antibiotikum wie Kanamycin, G 418, Bleomycin, Hygromycin oder Phosphinotricin u. a. vermittelt. Der individuell gewählte Marker sollte daher die Selektion transformierter Zellen gegenüber Zellen, denen die eingeführte Nucleinsäuresequenz fehlt, gestatten.For the transfer of the nucleic acid molecules into the plant cell, plant Explants with Agrobacterium tumefaciens or Agrobacterium rhizogenes can be cultivated. From the infected plant material (e.g. leaf pieces, stem segments, roots, but also protoplast or suspension-cultivated plant cells) can then in a suitable medium, which may contain antibiotics or biocides for the selection of transformed cells, whole plants are regenerated again. The plants thus obtained can then be examined for the presence of the introduced nucleic acid sequences. Is the nucleic acid sequence introduced once in the genome of the plant cell integrated, it is usually stable there and remains in the descendants of the originally transformed cell obtained. It usually contains one Selection marker that shows resistance to the transformed plant cells a biocide or an antibiotic such as kanamycin, G 418, bleomycin, Hygromycin or phosphinotricin u. a. taught. The individually chosen marker should therefore the selection of transformed cells over cells to which the introduced nucleic acid sequence is missing.

Die transformierten Zellen wachsen innerhalb der Pflanze in der üblichen Weise (siehe auch McCormick et al., Plant Cell Reports 5 (1986), 81-84). Die resultierenden Pflanzen, die die gleiche transformierte Erbanlage oder andere Erbanlagen besitzen, gekreuzt werden. Die daraus entstehenden hybriden Individuen haben die entsprechenden phänotypischen Eigenschaften. Es sollten zwei oder mehrere Generationen angezogen werden, um sicherzustellen, dass das phänotypische Merkmal stabil beibehalten und vererbt wird. Auch sollten Samen geerntet werden, um sicherzustellen, dass der entsprechende Phänotyp oder andere Eigenarten erhalten geblieben sind.The transformed cells grow within the plant in the usual way (see also McCormick et al., Plant Cell Reports 5 (1986), 81-84). The resulting plants that have the same transformed genetic makeup or others Possess inheritance, to be crossed. The resulting hybrids Individuals have the corresponding phenotypic properties. Two or more generations should be attracted to ensure that the phenotypic trait is stably maintained and inherited. Also should Seeds are harvested to ensure the appropriate phenotype or other idiosyncrasies have been preserved.

Alle diese Verfahren sind dem Fachmann bekannt und können direkt wie in der aufgeführten Literatur beschrieben eingesetzt werden, da es sich um etablierte Standardtechniken handelt. Die Wahl der jeweilig verwendeten Transformationstechnik hängt wesentlich von der zu transformierenden Pflanzenart ab, da es deutliche Effizienzunterschiede bei der Benutzung der unterschiedlichen Systeme bezogen auf die jeweilige Pflanzenart gibt. Manche Arten lassen sich exklusiv auch nur gemäß einer der angegebenen drei Methoden transformieren.All of these methods are known to the person skilled in the art and can be carried out directly as in the described literature can be used because it is established  Standard techniques. The choice of each used Transformation technology essentially depends on the type of plant to be transformed as there are significant differences in efficiency when using the different Systems based on the respective plant species exist. Some types can be transform only according to one of the three methods given.

Die nachfolgenden Beispiele dienen der Veranschaulichung der Erfindung, ohne jedoch ihren Umfang in irgendeiner Weise einzuschränken.The following examples serve to illustrate the invention without however, limit their scope in any way.

BEISPIEL 1EXAMPLE 1 RNA-Isolierung aus Pflanzengewebe von Arabidopsis thalianaRNA isolation from plant tissue from Arabidopsis thaliana

Im folgenden sind die genaue Abfolge der Schritte und die verwendeten Mengen der einzelnen Komponenten im Detail aufgeführt.The following is the exact sequence of steps and the amounts used individual components listed in detail.

Grünes Blattmaterial wurde in flüssigem Stickstoff eingefroren und im Mörser zu einem Pflanzenpulver zerkleinert. Pflanzenmaterial wurde im GTC-Puffer resuspendiert und für 20 min bei leichtem Schütteln inkubiert. Die Suspension wurde zentrifugiert und der wässrige Überstand auf einem CsCI-Kissen (5,7 M) aufgebracht und zentrifugiert. Die Ultrazentrifugation erfolgte bei 35000 rpm, für 18 h und bei 20°C. (Methode nach Chirgwin et al., Biochem. 18 (1979), 5294-5299).Green leaf material was frozen in liquid nitrogen and closed in a mortar crushed with a vegetable powder. Plant material was in the GTC buffer resuspended and incubated for 20 min with gentle shaking. The suspension was centrifuged and the aqueous supernatant applied to a CsCI cushion (5.7 M) and centrifuged. The ultracentrifugation took place at 35000 rpm, for 18 h and at 20 ° C. (Method according to Chirgwin et al., Biochem. 18 (1979), 5294-5299).

Das erhaltene RNA-Pellet wurde in DEPC H2O (Diethylpyrocarbonat behandeltes Wasser) aufgenommen und mit 96% Ethanol p. a. präzipitiert. Die präzipitierte RNA wurde in DEPC (Diethylpyrocarbonat) behandeltem H2O gelöst und bei -80°C bis zur Weiterverwendung gelagert. Von der isolierten Gesamt-RNA wurden jeweils 5 µg bei der reversen Transkription eingesetzt. The RNA pellet obtained was taken up in DEPC H 2 O (water treated with diethyl pyrocarbonate) and precipitated with 96% ethanol pa The precipitated RNA was dissolved in DEPC (diethyl pyrocarbonate) treated H 2 O and stored at -80 ° C until further use. 5 µg of the total RNA isolated were used for reverse transcription.

GTC-PufferGTC buffer

4 M Guanidiniumthiocyanat
25 mM Na-Citrat, pH 5,2
0,5% N-Lauroylsarcosin
0,1 M β-Mercaptoethanol
4 M guanidinium thiocyanate
25 mM Na citrate, pH 5.2
0.5% N-lauroyl sarcosine
0.1 M β-mercaptoethanol

BEISPIEL 2EXAMPLE 2 Erstellung der Volllängen cDNA mittels Marathon cDNA-Amplifikationskit (Clontech)Creation of full-length cDNA using a marathon cDNA amplification kit (Clontech)

In einer Genbank wurde nach homologen Aminosäure- und Nucleinsäure- Sequenzen gesucht.In a gene bank, homologous amino acid and nucleic acid Sequences searched.

Als Ausgangssequenzen wurden AMP-Deaminase cDNAs verschiedener Spezies verwendet (Mensch, Maus, Hefe). Es konnte auf Proteinebene eine Homologie zwischen der in Maus beschriebenen AMP-Deaminase und dem EST (Expressed Sequence Tag) T21250 aus A.thaliana gefunden werden.AMP deaminase cDNAs of various species were used as starting sequences used (human, mouse, yeast). Homology was possible at the protein level between the AMP deaminase described in mouse and the EST (Expressed Sequence Tag) T21250 can be found from A.thaliana.

Für die Vollängenklonierung des EST T21250 wurde eine Lambda UNI-ZAP (Stratagene) Arabidopsis thaliana cDNA Bank mittels PCR auf weitere homologe Sequenzen untersucht.A Lambda UNI-ZAP was used for the full length cloning of the EST T21250 (Stratagene) Arabidopsis thaliana cDNA bank using PCR for further homologous Sequences examined.

Dazu wurde eine PCR (Polymerase Chain Reaction) mit verschiedenen homologen Primern aus dem EST T21250 und einem T3-Primer (Poly-Linker im Vektor Lambda UNI-ZAP).For this, a PCR (polymerase chain reaction) with different homologs was carried out Primers from the EST T21250 and a T3 primer (poly linker in the vector lambda UNI-ZAP).

Von der cDNA Bank wurde ein Volumen von 1 µl zur PCR-Amplifikation eingesetzt und hierfür mit 5 µl PCR-Taq Puffer (Qiagen), 1 µl T3-Primer (25 pmol), 1 µl GA3/GA4 Primer (25 µmol), 1 µl dNTPs (25 mmol), 10 µl 5*Q-Lösung und 30 µl H2O sowie 1 µl Taq-Polymerase [5 U/µl] (Qiagen) versetzt. A volume of 1 µl was used by the cDNA bank for PCR amplification and for this purpose with 5 µl PCR-Taq buffer (Qiagen), 1 µl T3 primer (25 pmol), 1 µl GA3 / GA4 primer (25 µmol), 1 µl dNTPs (25 mmol), 10 µl 5 * Q solution and 30 µl H 2 O and 1 µl Taq polymerase [5 U / µl] (Qiagen) were added.

Das durchgeführte PCR-Programm umfasste folgenden Zyklen:
3 min, 94°C; 1 Zyklus;
0,5 min, 94°C; 1 min, 55°C; 2 min, 72°C; 25 Zyklen;
10 min, 72°C
The PCR program carried out comprised the following cycles:
3 min, 94 ° C; 1 cycle;
0.5 min, 94 ° C; 1 min, 55 ° C; 2 min, 72 ° C; 25 cycles;
10 min, 72 ° C

Es konnte ein ca. 400 bp (pL2) und ein ca. 500 bp (pL13) PCR-Fragmente amplifiziert werden. Die beiden PCR-Fragmente wurden in den pCRII TOPO (Invitrogen) Vektor unter Verwendung der Topoisomerase gemäß Herstellerangaben (Invitrogen) einkloniert.There were approximately 400 bp (pL2) and approximately 500 bp (pL13) PCR fragments be amplified. The two PCR fragments were in the pCRII TOPO (Invitrogen) vector using the topoisomerase according to the manufacturer's instructions (Invitrogen) cloned.

Der resultierende pCRII TOPO-Vektor, der die klonierten PCR-Fragmente enthielt, wurde mit den kommerziell erhältlichen Standardprimern "T7" und "SP6" aus beiden Richtungen sequenziert. Durch Überlappung der Nucleinsäuresequenzen pI2, pI13 und dem EST T21250 ergab sich die Sequenz "pL13 full EST.seq". Diese Nucleinsäuresequenz enthält den postulierten 3'-Bereich der AMP-Deaminase (Stopcodon) und Teile des Poly A-Schwanzes).The resulting pCRII TOPO vector, which contained the cloned PCR fragments, was with the commercially available standard primers "T7" and "SP6" from both Directions sequenced. By overlapping the nucleic acid sequences pI2, pI13 and the EST T21250 resulted in the sequence "pL13 full EST.seq". This Nucleic acid sequence contains the postulated 3 'region of the AMP deaminase (Stop codon) and parts of the poly A tail).

T3-Primer (SEQ ID NO 3)T3 primer (SEQ ID NO 3)

5'-AAT-TAA-CCC-TCA-CTA-AAG-GG-3'5'-AAT TAA CCC TCA CTA AAG GG 3 '

GA3-Primer (SEQ ID NO 4)GA3 primer (SEQ ID NO 4)

5'-CCA-GAT-AAA-CCT-GTT-GCA-TCT-C-3'5'-CCA-GAT-AAA CCT GTT GCA TCT C-3 '

GA4-Primer (SEQ ID NO 5)GA4 primer (SEQ ID NO 5)

5'-CGG-AAC-TCC-ACC-CTT-ATG-TGT-G-3' 5'-CGG AAC TCC ACC CTT ATG TGT G-3 '

pL13ful1EST.seq Length: 914 SEQ ID No.: 17 pL13ful1EST.seq Length: 914 SEQ ID No .: 17

Durch Translation der pL13ful1EST.seq erhält man folgende Peptid Teilsequenz der AMP-Deaminase aus Arabidopsis thaliana. Die putativ translatierte Peptidesequenz besteht aus 292 Aminosäuren. SEQ ID No.: 18By translating pL13ful1EST.seq, the following peptide partial sequence is obtained Arabidopsis thaliana AMP deaminase. The putatively translated peptide sequence consists of 292 amino acids. SEQ ID No .: 18

Mit der Sequenz pL13ful1EST wurde eine Datenbanksuche in der Datenbank Bioscout (Lion) durchgeführt. Es wurde eine Nucleinsäuresequenz mit folgender Acession Nr. AAC27176 vom 22. Juli 1998 gefunden. Das Gen wurde als putative Amidase bezeichnet. Aufgrund der geringen Transkriptgröße im Vergleich zur Transkriptgröße, die beim Northern Blot festgestellte wurde, wurde der Marathon cDNA Amplifikationskit (Clontech) zur Vollängenklonierung der AMP-Deaminase verwendet.With the sequence pL13ful1EST a database search was carried out in the database Bioscout (Lion) performed. There was a nucleic acid sequence with the following  Acession No. AAC27176 of July 22, 1998 found. The gene was called putative Designated amidase. Due to the small transcript size compared to The size of the transcript found in the Northern blot became the marathon cDNA amplification kit (Clontech) for full-length cloning of AMP deaminase used.

Der verwendete Marathon cDNA Amplifikationskit wird in zwei Teilbereiche untergliedert.The Marathon cDNA amplification kit is used in two parts subdivided.

  • a) Reverse Transkription (first und second strand synthesis) und Ligation der Adaptoren, unda) Reverse transcription (first and second strand synthesis) and ligation of the Adapters, and
  • b) 2.PCR-Amplifikationenb) 2nd PCR amplifications

Alle im Beispiel 2 nicht genauer definierten Puffer sind identisch mit den vom Hersteller des cDNA-Amplifiikationskits mitgelieferten Puffern.All buffers not defined in detail in Example 2 are identical to those from Manufacturer of the buffers supplied with the cDNA amplification kit.

Aus der gemäß Beispiel 1 isolierten Gesamt-RNA wurde mit Hilfe des Oligotex mRNA-Kit (Qiagen) die mRNA isoliert.The total RNA isolated according to Example 1 was transformed using the Oligotex mRNA kit (Qiagen) isolated the mRNA.

Die so erhaltene mRNA aus Arabidopsis thaliana wurde als Ausgangsmaterial für die Erststrang-Synthese verwendet. 4 µl mRNA (1 µg) und 1 µl cDNA Synthesis Primer (10 µM) wurden 2 min bei 70°C anschließend 2 min auf Eis inkubiert und mit 2 µl 5 × first Strand Puffer; 1 µl dNTP (Desoxy-Nucleotidtriphosphate) Mix (10 mM); 1 µl H2O; 1 µl AMV Reverse Transkriptase (20 units/µl) aufgefüllt. Die anschließende Inkubation erfolgte für 1 Stunde bei einer Temperatur von 42°C.The Arabidopsis thaliana mRNA thus obtained was used as the starting material for the first-strand synthesis. 4 µl mRNA (1 µg) and 1 µl cDNA Synthesis Primer (10 µM) were incubated for 2 min at 70 ° C and then for 2 min on ice and with 2 µl 5 × first strand buffer; 1 µl dNTP (deoxy nucleotide triphosphate) mix (10 mM); 1 µl H 2 O; 1 µl AMV reverse transcriptase (20 units / µl) filled up. The subsequent incubation was carried out for 1 hour at a temperature of 42 ° C.

Zu einem Volumen von 10 µl der Erststrang-Reaktion wurden 48.4 µl steriles H2O sowie 16 µl 5 × Zweitstrang-Puffer, 1.6 µl dNTP Mix (10 mM) und 4 µl 20 × Zweitstrang-Enzym Cocktail zugegeben und anschließend eine Zweitstrang-cDNA Synthese durchgeführt. Die Inkubation erfolgte für 1.5 Stunden bei einer Temperatur von 42°C. Es folgte die Zugabe von 2 µl (10 Einheiten) T4 DNA Polymerase.48.4 ul sterile H 2 O and 16 ul 5 × second strand buffer, 1.6 ul dNTP mix (10 mM) and 4 ul 20 × second strand enzyme cocktail and then a second strand cDNA were added to a volume of 10 ul of the first strand reaction Synthesis carried out. Incubation was carried out for 1.5 hours at a temperature of 42 ° C. This was followed by the addition of 2 μl (10 units) of T4 DNA polymerase.

Anschließend wurde eine Inkubation für 45 Minuten bei einer Temperatur von 42°C ausgeführt. Die Reaktion wurde mit einem 4 µl EDTA/Glycogen-Mix gestopt und mit einer Phenol/Chloroform-Extraktion aufgereinigt. Aus der wässrigen Phase wurde die Nukleinsäure mittels einer Ethanol-Präzipitation konzentriert.This was followed by an incubation for 45 minutes at a temperature of 42 ° C executed. The reaction was stopped with a 4 μl EDTA / glycogen mix and with  a phenol / chloroform extraction. The aqueous phase became the nucleic acid is concentrated by means of ethanol precipitation.

Das aus der Ethanol-Präzipitation resultierende cDNA-Pellet wurde in 10 µl sterilem H2O gelöst. Hiervon wurden 5 µl für die anschließende Adaptor-Ligation eingesetzt. Dem Ligationsansatz wurden 2 µl Marathon cDNA-Adaptor (10 µM), 2 µl 5 × DNA- Ligationspuffer, 1 µl T4-DNA-Ligase (1 u/µl) zugefügt. Es folgte eine Inkubation für 12 Stunden bei einer Temperatur von 16°C. Der Ligationsansatz wurde in 250 µl Tricin-EDTA-Puffer resuspendiert und für die PCR-Amplifikationen als DNA- Template eingesetzt.The cDNA pellet resulting from the ethanol precipitation was dissolved in 10 μl sterile H 2 O. 5 µl of this was used for the subsequent adapter ligation. 2 ul marathon cDNA adapter (10 ul), 2 ul 5x DNA ligation buffer, 1 ul T4 DNA ligase (1 ul / ul) were added to the ligation mixture. This was followed by incubation for 12 hours at a temperature of 16 ° C. The ligation mixture was resuspended in 250 μl tricin-EDTA buffer and used as a DNA template for the PCR amplifications.

1. PCR Amplifikation1. PCR amplification

Von der cDNA-Gesamtmenge wurde ein Volumen von 2 µl zur PCR-Amplifikation eingesetzt und hierfür mit 5 µl PCR-Puffer, 1 µl I 3'AMP-DA4-Primer (10 pmol), 1 µl AP1-Primer (10 pmol), 1 µl dNTPs(25 mmol), 2 µl MgCl2 (25 mmol) und 37 µl H2O sowie 1 µl Taq-Polymerase [5 U/µl] (Boehringer) versetzt.A volume of 2 μl of the total amount of cDNA was used for PCR amplification and for this purpose with 5 μl PCR buffer, 1 μl I 3'AMP-DA4 primer (10 pmol), 1 μl AP1 primer (10 pmol), 1 µl dNTPs (25 mmol), 2 µl MgCl2 (25 mmol) and 37 µl H 2 O as well as 1 µl Taq polymerase [5 U / µl] (Boehringer) were added.

Das durchgeführte PCR-Programm umfasste folgenden Zyklen:
1 min, 94°C; 1 Zyklus;
1 min, 94°C; 1 min, 54°C; 3 min, 72°C; 5 Zyklen;
1 min, 94°C; 1 min, 54°C; 3 min, 70°C; 5 Zyklen;
1 min, 94°C; 1 min, 58°C; 3 min, 68°C; 25 Zyklen
The PCR program carried out comprised the following cycles:
1 min, 94 ° C; 1 cycle;
1 min, 94 ° C; 1 min, 54 ° C; 3 min, 72 ° C; 5 cycles;
1 min, 94 ° C; 1 min, 54 ° C; 3 min, 70 ° C; 5 cycles;
1 min, 94 ° C; 1 min, 58 ° C; 3 min, 68 ° C; 25 cycles

1 µl der 1.PCR-Amplifikation wurden als DNA-Template für die nachfolgende "nested" PCR (2. PCR-Amplifikation) eingesetzt.1 µl of the 1st PCR amplification was used as the DNA template for the following "nested" PCR (2nd PCR amplification) used.

2. PCR-Amplifikation2. PCR amplification

Von der in der ersten PCR-Reaktion (1. PCR-Amplifikation) erzeugten DNA wurde ein Volumen von 1 µl DNA entnommen und mit 5 µl PCR-Puffer; 1 µl 3'AMP-DA5- Primer (10 pmol), 1 µl AP2-Primer (10 pmol), 1 µl dNTPs (25 mmol), 2 µl MgCl2 (25 mmol) und 37 µl H2O sowie 1 µl Taq-Polymerase [5 U/µl] gemischt.A volume of 1 μl of DNA was removed from the DNA generated in the first PCR reaction (1st PCR amplification) and with 5 μl of PCR buffer; 1 µl 3'AMP-DA5 primer (10 pmol), 1 µl AP2 primer (10 pmol), 1 µl dNTPs (25 mmol), 2 µl MgCl 2 (25 mmol) and 37 µl H 2 O as well as 1 µl Taq -Polymerase [5 U / µl] mixed.

Das durchgeführte PCR-Programm umfasste folgende Zyklen:
1 min, 94°C; 1 Zyklus;
1 min, 94°C; 1 min, 54°C; 3 min, 72°C; 5 Zyklen;
1 min, 94°C; 1 min, 54°C; 3 min, 70°C; 5 Zyklen;
1 min, 94°C; 1 min, 58°C; 3 min, 68°C; 25 Zyklen.
The PCR program carried out comprised the following cycles:
1 min, 94 ° C; 1 cycle;
1 min, 94 ° C; 1 min, 54 ° C; 3 min, 72 ° C; 5 cycles;
1 min, 94 ° C; 1 min, 54 ° C; 3 min, 70 ° C; 5 cycles;
1 min, 94 ° C; 1 min, 58 ° C; 3 min, 68 ° C; 25 cycles.

Die PCR-Ansätze wurden auf einem 1% TBE-Agarose Gel aufgetrennt (Sambrook et al., (1989) Molecular Cloning - A Laboratory Manual; Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York). Entsprechend der koelektrophoretisierten Marker DNA erhielt man ein PCR-Amplifikationsprodukt von ca. 1200-1300 bp. Das entstandene PCR-Produkt wurde über die T/A Klonierungsstelle in das Klonierungsplasmid pT- Adv (Clontech) eingebracht.The PCR batches were separated on a 1% TBE agarose gel (Sambrook et al., (1989) Molecular Cloning - A Laboratory Manual; Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York). Corresponding to the coelectrophoretized marker DNA a PCR amplification product of approximately 1200-1300 bp was obtained. The resulting PCR product was transferred via the T / A cloning site into the cloning plasmid pT- Adv (Clontech) introduced.

1 × TBE1 × TBE

100 mM Tris(hydroxymethyl)amminomethan
83 mM Borsäure
1 mM EDTA (Ethylendiamintetraacetat)
100mM tris (hydroxymethyl) amminomethane
83 mM boric acid
1 mM EDTA (ethylenediaminetetraacetate)

Marathon cDNA Synthesis-Primer (52-mer) (SEQ ID NO 6)Marathon cDNA Synthesis Primer (52-mer) (SEQ ID NO 6)

5'-TTCTAGAATTCAGCGGCCGC(T)30 5'-TTCTAGAATTCAGCGGCCGC (T) 30

N-1N-3'
N-1 = G, A oder C; N = G, A, C oder T
N-1 N-3 '
N-1 = G, A or C; N = G, A, C or T

AdaptorPrimer 1 (AP1; 27 mer) (SEQ ID NO 7)Adapter Primer 1 (AP1; 27 mer) (SEQ ID NO 7)

5'-CCATCCTAATACGACTCACTATAGGGC-3'5'-CCATCCTAATACGACTCACTATAGGGC-3 '

Nested Adaptor Primer 2 (AP2; 23 mer) (SEQ ID NO 8)Nested Adapter Primer 2 (AP2; 23 mer) (SEQ ID NO 8)

5'-ACTCACTATAGGGCTCGAGCGGC-3'5'-ACTCACTATAGGGCTCGAGCGGC-3 '

Die 3 oben benannten Primer stammen aus dem Marathon TM cDNA Amplification Kit (Clontech) The 3 primers named above come from the Marathon TM cDNA Amplification Kit (Clontech)  

3'AMP-DA4-Primer (1261-1246) (SEQ ID NO 9)3'AMP-DA4 primer (1261-1246) (SEQ ID NO 9)

5'-GCA-CTA-GGT-CTC-AGC-GAA-TAT-TAC-TAC-CTC-ATC-G-3'5'-GCA-GGT CTA-CTC-AGC-GAA-TAT-TAC-TAC CTC ATC G-3 '

3'AMP-DA5-Primer (1169-1152) (SEQ ID NO 10)3'AMP-DA5 primer (1169-1152) (SEQ ID NO 10)

5'-GCA-CTA-GGT-CTC-AGC-GAG-TGT-CGA-CTT-TCC-TAA-CG-3'5'-GCA-CTA-CTC GGT-GAG-AGC-TGT CGA CTT TCC TAA CG-3 '

Die beiden genspezifischen Primer (DA4 und DA5) wurden aus der postulierten cDNA der AMP-Deminase abgeleitet. Die Position der Primer auf der korrespondierenden DNA-Sequenz ist in Klammern angegeben. Die Primer wurden nach dem Cyanoethylphosphoamidit-Verfahren synthetisiert (Gibco BRL).The two gene-specific primers (DA4 and DA5) were postulated from the cDNA derived from AMP deminase. The position of the primer on the corresponding DNA sequence is given in parentheses. The primers were synthesized by the cyanoethylphosphoamidite method (Gibco BRL).

Der resultierende Vektor pT-AdV, der die klonierte AMP-Deaminase cDNA enthielt, wurde mit den kommerziell erhältlichen Standardprimern "M13 forward" und "M13 reverse" aus beiden Richtungen sequenziert. Durch Überlappung der Sequenzen erhielt man die folgende vollständige Sequenz (SEQ ID NO 1) für die cDNA der AMP-Deaminase aus Arabidopsis thaliana.The resulting vector pT-AdV, which contained the cloned AMP deaminase cDNA, was with the commercially available standard primers "M13 forward" and "M13 reverse "sequenced from both directions. By overlapping the sequences the following complete sequence (SEQ ID NO 1) was obtained for the cDNA of the Arabidopsis thaliana AMP deaminase.

Die Vollängen cDNA der AMP-Deaminase wurde mit Hilfe einer Polymerasekettenreaktion (PCR) amplifiziert und in den Expressionsvektor PASK IBA3 (IBA) einkloniert. Als Template wurde die, wie im Beispiel 2 beschrieben, aus Arabidopsis thaliana hergestellte cDNA verwendet. Von der cDNA-Gesamtmenge wurde ein Volumen von 2 µl zur PCR-Amplifikation eingesetzt und mit 5 µm PGR- Puffer, 1 µl 5' AMP-DA1-Primer (25 pmol), 1 µl 3' AMP-DA1-Primer (25 µmol), 1 µl dNTPs(25 mmol), 2 µl MgCl2 (25 mmol) und 37 µl H2O sowie 1 µl native Pfu- Polymerase [2,5 U/pl] (Stratagene) versetzt.The full-length cDNA of AMP deaminase was amplified using a polymerase chain reaction (PCR) and cloned into the expression vector PASK IBA3 (IBA). The cDNA produced from Arabidopsis thaliana, as described in Example 2, was used as template. A volume of 2 μl of the total amount of cDNA was used for the PCR amplification and with 5 μm PGR buffer, 1 μl 5 ′ AMP-DA1 primer (25 pmol), 1 μl 3 ′ AMP-DA1 primer (25 μmol ), 1 µl dNTPs (25 mmol), 2 µl MgCl 2 (25 mmol) and 37 µl H 2 O as well as 1 µl native Pfu polymerase [2.5 U / pl] (Stratagene).

Das durchgeführte PCR-Programm umfasste folgenden Zyklen:
1 min, 94°C; 1 Zyklus;
1 min, 94°C; 1 min, 55°C; 5 min, 72°C; 30 Zyklen
10 min, 72°C; 1Zyklus
The PCR program carried out comprised the following cycles:
1 min, 94 ° C; 1 cycle;
1 min, 94 ° C; 1 min, 55 ° C; 5 min, 72 ° C; 30 cycles
10 min, 72 ° C; 1Zyklus

5'AMP-DA1-Primer (SEQ ID NO 11)5'AMP-DA1 primer (SEQ ID NO 11)

5'-CTA-GCT-AGC-TAA-CGA-GGG-CAA-AAA-ATG-GAA-CCC-AAC-CC-3'5'-CTA-GCT-AGC TAA CGA-GGG-CAA AAA ATG GAA CCC AAC CC-3 '

3'AMP-DA1-Primer (SEQ ID NO 12)3'AMP-DA1 primer (SEQ ID NO 12)

5'-GCA-CTA-GGT-CTC-AGC-GCT-AGG-AGG-TGG-AAC-AAC-TTC-ATC-AGA-G'3'5'-GCA-GGT CTA-CTC-AGC-GCT-AGG-AGG-TGG-AAC-AAC-TTC-ATC-AGA-G'3 '

Die korrespondierende theoretische Größe der Nucleinsäuresequenz zur AMP- Deaminase aus Arabidopsis thaliana beträgt 2520 bp (codierender Leserahmen). Das entstandene PCR-Fragment hatte eine Größe von ca. 2500 bp. Dieses Fragment wurde isoliert und in den bakteriellen Expressionsvektor PASK IBA3 (IBA) den Herstellerangaben gemäß integriert.The corresponding theoretical size of the nucleic acid sequence for the AMP Arabidopsis thaliana deaminase is 2520 bp (coding reading frame). The resulting PCR fragment had a size of approximately 2500 bp. This Fragment was isolated and inserted into the bacterial expression vector PASK IBA3 (IBA) integrated according to the manufacturer's instructions.

Hierzu wurde der Vektor pASK IBA3 mit Xba I/Bsa I und das PCR-Amplifikat mit Nhe I und Bsa I geschnitten. Der Vektor wurde über ein präparatives TBE- Agarosegel isoliert.For this, the vector pASK IBA3 with Xba I / Bsa I and the PCR amplificate was used Sew I and Bsa I cut. The vector was generated using a preparative TBE Agarose gel isolated.

Das entsprechend restriktionsverdaute PCR-Amplifikat wurde über eine PCR Purification Column (Qiagen) gereinigt und in den bakteriellen Expressionsvektor PASK IBA 3 (IBA), integriert. Das Ligationsprodukt diente zur Transformation kompetenter Escherichia coli DH10B-Zellen (Gibco). Der Vektor wurde als PASK IBA3 AMP-DA bezeichnet. Der resultierende Vektor, der die klonierte AMP- Deaminase cDNA enthielt, wurde mit den Standardprimern "PASK IBA3 forward" und "PASK IBA3 reverse" aus beiden Richtungen sequenziert.The correspondingly amplified PCR amplificate was digested using a PCR Purification Column (Qiagen) purified and in the bacterial expression vector PASK IBA 3 (IBA), integrated. The ligation product was used for transformation competent Escherichia coli DH10B cells (Gibco). The vector was called PASK Designated IBA3 AMP-DA. The resulting vector, which cloned the AMP Deaminase cDNA was used with the standard primers "PASK IBA3 forward" and "PASK IBA3 reverse" sequenced from both directions.

Bei dem bakteriellen Expressionsvektor PASK IBA3 AMP-DA ist das Stopcodon der AMP-Deaminase (TAA) durch einen Spacer ersetzt (CCTCCT) ersetzt worden. Aus dem Spacer resultiert eine zusätzliche Pro-Pro-Aminosäuresequenz am carboxyterminalen Ende. Nach dem Spacer folgt eine Nucleinsäuresequenz, die für ein 10 Aminosäure langes sogenanntes Strep-tag (IBA) codiert, und welches mit einem Stopcodon endet, so dass hierdurch eindeutig das carboxyterminale Ende definiert wird. In the bacterial expression vector PASK IBA3 AMP-DA, the stop codon is the AMP deaminase (TAA) replaced by a spacer (CCTCCT). Out the spacer results in an additional pro-pro-amino acid sequence on carboxy terminal end. The spacer is followed by a nucleic acid sequence which is for encodes a 10 amino acid so-called strep-tag (IBA), and which with ends with a stop codon, so that this clearly means the carboxy-terminal end is defined.  

Der für die AMP-Deaminase aus Arabidopsis thaliana codierende cDNA-Klon, der der SEQ ID NO 1 entspricht, wurde gemäß dem Budapester Vertrag über die internationale Anerkennung der Hinterlegung von Mikroorganismen für die Zwecke von Patentverfahren bei der DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH hinterlegt. Die vergebenen DSMZ-Katalognummer lautet: DSMZ Plasmid PASK IBA3-AMP-Deaminase - DSM 13440The cDNA clone coding for the Arabidopsis thaliana AMP deaminase, the which corresponds to SEQ ID NO 1, was in accordance with the Budapest Treaty on the international recognition of the deposit of microorganisms for the purposes of patent proceedings in the DSMZ-German collection of microorganisms and Zellkulturen GmbH deposited. The assigned DSMZ catalog number is: DSMZ plasmid PASK IBA3-AMP deaminase - DSM 13440

Beispiel 3Example 3

Aus verschiedenen Pflanzen (Zea mays, Brassica napus, Arabidopsis thaliana) wurde wie in Beispiel 1 beschrieben RNA isoliert, nach Standardverfahren auf einem Agarosegel unter denaturierenden Bedingungen aufgetrennt und anschließend auf eine Filtermembran transferiert.From various plants (Zea mays, Brassica napus, Arabidopsis thaliana) was isolated as described in Example 1, according to standard methods on a Agarose gel separated under denaturing conditions and then on a filter membrane is transferred.

Gelelektrophorese der RNA im FormaldehydgelGel electrophoresis of RNA in formaldehyde gel

2.4 g Agarose (1,2%) wurden in 5/6 Volumina 1 × Gelpuffer aufgekocht und nach dem Abkühlen mit 1/6 Volumen 37% Formaldehyd versetzt. Die RNA-Proben, die zuvor einer Ethanolfällung unterzogen worden waren, wurden pelletiert und getrocknet. Die RNA wurde in 30 µl Denaturierungspuffer resuspendiert, 15 Minuten auf 70°C erhitzt und vor dem Auftragen mit 3 µl Auftragspuffer vermischt. Die Elektrophorese erfolgte bei 100 V über 5 Stunden.2.4 g agarose (1.2%) were boiled up in 5/6 volumes of 1 × gel buffer and after cooling with 1/6 volume 37% formaldehyde. The RNA samples that had previously been subjected to ethanol precipitation, were pelleted and dried. The RNA was resuspended in 30 ul denaturation buffer, 15 minutes heated to 70 ° C and mixed with 3 µl application buffer before application. The Electrophoresis was carried out at 100 V for 5 hours.

10 fach Gelpuffer (MOPS-Puffer)10-fold gel buffer (MOPS buffer)

200 mM MOPS, pH 7,0 (3-Morpholinopropansulfonsäure)
50 mM Na-Acetat
10 mM EDTA
200 mM MOPS, pH 7.0 (3-morpholinopropanesulfonic acid)
50 mM Na acetate
10mM EDTA

Denaturierungspufferdenaturation

2.2 M Formaldehyd
50% Formamid
10% MOPS-Puffer
1 mg/ml Ethidiumbromid
2.2 M formaldehyde
50% formamide
10% MOPS buffer
1 mg / ml ethidium bromide

Auftragspufferjob buffers

10% Ficoll 400
0.1% Bromphenolblau
10% Ficoll 400
0.1% bromophenol blue

Es folgte der Transfer der RNA auf eine Filtermembran und anschließende Hybridisierung mit der Arabidopsis-Sonde gemäß SEQ ID NO 1.This was followed by the transfer of the RNA to a filter membrane and subsequent Hybridization with the Arabidopsis probe according to SEQ ID NO 1.

Für dem Northern Blot wurde die Nylon Membran Hybond-NX (Amersham Lifescience) verwendet. Der Transfer erfolgte nach der Methode von Sambrook, Fritsch, Maniatis (Molecular Cloning, A Laboratory Manual).The nylon membrane Hybond-NX (Amersham Lifescience) used. The transfer was made using the Sambrook method, Fritsch, Maniatis (Molecular Cloning, A Laboratory Manual).

Als Transfermedium wurde 20 × SSC (Sodium Salt Citrate, tri-Natriumcitrat) verwendet; der Transfer vom Gel auf die Filtermembran erfolgte über eine Gesamtzeit von 24 Stunden. Die Membran wurde anschließend mit 4 × SSC gewaschen. Die RNA wurde mit dem Stratalinker II (Stratagene) auf der Membran kovalent (UV crosslink) fixiert. Die Membran wurde mit 50 ml Herby-Puffer im Rollhybridisierungsofen bei 60°C für 4 Stunden vorhybridisiert. Die Markierung der Nucleinsäurefragmente erfolgte mit dem Random Primer Labeling System Kit (Gibco BRL) nach den Angaben des Herstellers. Die radioaktive markierte, hitzedenaturierte Sonde wurde anschließend dem Hybridisierungsmix zugegeben. Die Hybridisierung erfolgte bei einer Temperatur von 60°C für 16 Stunden. Die Nylon-Membran wurde mit dem Waschpuffer 1 für 10 Minuten bei 60°C einmal gewaschen. Anschließend erfolgten sukzessive weitere Waschschritte für jeweils 10 Minuten bei 60°C mit Waschpuffer 2 und Waschpuffer 3, bis eine ausreichende Stringenz erreicht war. Mit ausreichender Stringenz ist gemeint, dass unspezifische Fremdhybridisierungen der Arabidopsis thaliana-Hybridisierungssonde auf der Filtermembran nicht mehr zu detektiern waren. Erst dann erfolgte die Exposition der Filter in Gegenwart eines Röntgenfilms.20 × SSC (sodium salt citrate, tri-sodium citrate) was used as the transfer medium. used; the transfer from the gel to the filter membrane took place via a Total time of 24 hours. The membrane was then washed with 4 × SSC washed. The RNA was on the membrane with the Stratalinker II (Stratagene) covalently (UV crosslink) fixed. The membrane was washed with 50 ml Herby buffer Roll hybridization oven prehybridized at 60 ° C for 4 hours. The marking of the Nucleic acid fragments were carried out using the Random Primer Labeling System Kit (Gibco BRL) according to the manufacturer's instructions. The radioactive marked, heat denatured probe was then added to the hybridization mix. Hybridization was carried out at a temperature of 60 ° C for 16 hours. The Nylon membrane was washed with Wash Buffer 1 for 10 minutes at 60 ° C once washed. This was followed by successive further washing steps for every 10 Minutes at 60 ° C with wash buffer 2 and wash buffer 3 until sufficient Stringency was achieved. Sufficient stringency means that non-specific  Foreign hybridizations of the Arabidopsis thaliana hybridization probe on the Filter membrane could no longer be detected. Only then was the exposure of the Filters in the presence of an X-ray film.

Herby-PufferHerby buffer

250 mM Na-Phoshat-Puffer, pH 7,2
1 mM EDTA
1% BSA (Rinderserumalbumin)
6.5% SDS (Sodiumdodecylsulfat)
250 mM Na-phosphate buffer, pH 7.2
1mM EDTA
1% BSA (bovine serum albumin)
6.5% SDS (sodium dodecyl sulfate)

Waschpuffer 1Wash buffer 1

3 × SSC (0.45 M NaCl, 0.045 M tri-Natriumcitrat; pH 7.0)
0,5% SDS
3 × SSC (0.45 M NaCl, 0.045 M trisodium citrate; pH 7.0)
0.5% SDS

Waschpuffer 2Wash buffer 2

1 × SSC (0.15 M NaCl, 0.015 M tri-Natriumcitrat, pH 7.0)
0,5% SDS
1 × SSC (0.15 M NaCl, 0.015 M trisodium citrate, pH 7.0)
0.5% SDS

Waschpuffer 3Wash buffer 3

0,1 × SSC (0.015 M NaCl, 0.0015 M tri-Natriumcitrat, pH 7.0)
0,1% SDS
0.1 × SSC (0.015 M NaCl, 0.0015 M tri-sodium citrate, pH 7.0)
0.1% SDS

20 × SSC20 × SSC

3 M NaCl
0,3 M tri-Natriumcitrat, pH 7
3 M NaCl
0.3 M tri-sodium citrate, pH 7

Die Hybridisierungsmuster zeigten eindeutig das Vorhandensein einer RNA bei Arabidopsis thaliana, die mit der Länge des Volllängen cDNA-Klons korrespondiert. Auch im Falle der Gesamt-RNA Isolate, die aus Zea mays und Brassica napus isoliert worden waren, konnte ein, wenn auch schwächer hybridisierendes Signal nachgewiesen werden, welches in seiner Laufstrecke dem der hybridisierenden Arabidopsis thaliana-RNA entsprach. Da in allen Fällen die gleiche Ausgangsmenge der Gesamt-RNA auf das Gel aufgtragen wurde, kann man das schwächere Hybridisierungssignal im Falle von Zea mays und Brassica napus in zwei Richtungen interpretieren. Entweder liegt die RNA, die für die AMP-Deaminase codiert, in Zea mays und Brassica napus in geringerer Menge als in Arabidopsis thaliana bezogen auf die RNA-Gesamtmenge vor, oder aber die Sequenz der AMP- Deaminase-RNA aus Zea mays und Brassica napus weist eine gewisse Heterologie im Vergleich zu der aus Arabidopsis thaliana dienenden Hybridisierungssonde auf. Möglich ist auch eine Kombination beider Effekte, so dass eine geringer exprimierte AMP-Deaminase-RNA, die zusätzlich auch noch eine gewisse Sequenz-Heterologie zur aus Arabidopsis thaliana gewonnenen Hybridisierungssonde aufweist, in der Summe ein schwächeres Signal ergibt. In jedem Fall kann jedoch davon ausgegangen werden, dass eine vergleichbare, weil spezifisch hybridisierende, AMP-Deaminase-Sequenz mindestens auch in landwirtschaftlich relevanten Kulturpflanzen wie Zea mays und Brassica napus existiert.The hybridization patterns clearly showed the presence of an RNA Arabidopsis thaliana, which corresponds to the length of the full-length cDNA clone. Also in the case of total RNA isolates from Zea mays and Brassica napus a weaker hybridizing signal could be isolated  can be demonstrated which in its running distance that of the hybridizing Arabidopsis thaliana RNA corresponded. Because in all cases the same starting quantity the total RNA was applied to the gel, you can see the weaker one Hybridization signal in the case of Zea mays and Brassica napus in two Interpret directions. Either the RNA lies for the AMP deaminase encoded, in Zea mays and Brassica napus in smaller quantities than in Arabidopsis thaliana based on the total amount of RNA, or the sequence of the AMP Deaminase RNA from Zea mays and Brassica napus has a certain heterology compared to the hybridization probe used from Arabidopsis thaliana. A combination of both effects is also possible, so that one expresses less AMP deaminase RNA, which also has a certain sequence heterology to the hybridization probe obtained from Arabidopsis thaliana, in which Sum results in a weaker signal. In any case, however it is assumed that a comparable, because specifically hybridizing, AMP deaminase sequence at least also in agriculturally relevant Cultivated plants such as Zea mays and Brassica napus exist.

Beispiel 4Example 4

Die vorliegende Volllängen cDNA der AMP-Deaminase aus Arabidopsis thaliana (wie in SEQ ID NO 1 angegeben) wurde in die Vektoren pRMHa-N (Tag am N- terminus) und pRMHa-C (Tag am C-terminus), die in Benting J. et al., Anal Biochem, 278 (2000), 59-68 beschrieben sind, insertiert.The present full-length cDNA of the AMP deaminase from Arabidopsis thaliana (as indicated in SEQ ID NO 1) was converted into the vectors pRMHa-N (day on N- terminus) and pRMHa-C (day at C-terminus), which are described in Benting J. et al., Anal Biochem, 278 (2000), 59-68.

Hierfür wurde die Volllängen cDNA der AMP-DA wurde mit Hilfe der PCR amplifiziert und anschließend in die korrespondierenden Schnittstellen der Insekten- Expressionsvektoren pRMHa-N bzw. pRMHa-C einkloniert. Bei dem Vektor pRMHa-N befindet sich das His-Tag (entspricht 10 Histidinresten) am Nterminus der AMP-Deaminase, beim Vektor pRMHa-C befindet sich das His-Tag (entspricht 10 Histidinresten) am C-terminus der AMP-Deaminase. Die Primer wurden so ausgewählt, dass die SEQ ID NO 1 nach der PCR so in die beiden Vektoren insertiert werden konnten, dass ein vollständiges offenes Leseraster (His-Tag plus der durch die cDNA codierten AMP-Deaminase) vorlag.For this, the full-length cDNA of the AMP-DA was amplified using PCR and then into the corresponding interfaces of the insect Expression vectors pRMHa-N or pRMHa-C cloned. With the vector pRMHa-N is the His tag (corresponds to 10 histidine residues) at the Nterminus the AMP deaminase, the vector pRMHa-C contains the His tag (corresponds to  10 histidine residues) at the C-terminus of AMP deaminase. The primers were like this selected that the SEQ ID NO 1 after the PCR into the two vectors could be inserted that a complete open reading frame (His-Tag plus of the AMP deaminase encoded by the cDNA).

Als Template für die cDNA der AMP-Deaminase wurde das Plasmid PASK IBA3- AMP-DA verwendet. Von dem Plasmid wurde 1 µl (100 ng/µl) eingesetzt und mit 5 µl PCR-Puffer, 1 µl 5'AMP-DA pRN-Ntag (25 pmol), 1 µl 3'AMP-DA pRN-Ntag (25 µmol), bzw. 1 µl 5'AMP-DA pRN-Ctag (25 pmol), 1 µl 3'AMP-DA pRN-Ctag (25 µmol),1 µl dNTPs(25 mmol) und 40 µl H2O sowie 1 µl native Pfu-Polymerase [2,5 U/µl] (Stratagene) versetzt.The plasmid PASK IBA3-AMP-DA was used as template for the cDNA of the AMP deaminase. 1 µl (100 ng / µl) of the plasmid was used and with 5 µl PCR buffer, 1 µl 5'AMP-DA pRN-Ntag (25 pmol), 1 µl 3'AMP-DA pRN-Ntag (25 µmol) , or 1 µl 5'AMP-DA pRN-Ctag (25 pmol), 1 µl 3'AMP-DA pRN-Ctag (25 µmol), 1 µl dNTPs (25 mmol) and 40 µl H 2 O and 1 µl native Pfu polymerase [2.5 U / µl] (Stratagene) added.

Das durchgeführte PCR-Programm umfasste folgende Zyklen:
1 min, 94°C; 1 Zyklus;
0,5 min, 94°C; 1 min, 55°C; 4 min, 72°C; 30 Zyklen
10 min, 72°C; 1Zyklus
The PCR program carried out comprised the following cycles:
1 min, 94 ° C; 1 cycle;
0.5 min, 94 ° C; 1 min, 55 ° C; 4 min, 72 ° C; 30 cycles
10 min, 72 ° C; 1Zyklus

Die PCR-Ansätze wurden auf einem 1% TBE-Agarose Gel nach Standardmethode aufgetrennt (siehe z. B. Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2. Aufl. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY). Man erhielt ein PCR-Amplifikat von ca. 2500 bp. Das entstandene PCR-Produkt wurde über die Restriktionsschnittstellen Bam HI und Kpnl gerichtet in die Expressionsvektoren pRMHa-N bzw. pRMHA-C integriert.The PCR reactions were carried out on a 1% TBE agarose gel according to the standard method separated (see e.g. Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2nd ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY). A PCR amplificate of approximately 2500 bp was obtained. The resulting PCR product was directed into the Bam HI and Kpnl restriction sites Expression vectors pRMHa-N or pRMHA-C integrated.

Verwendete PrimerPrimers used 5'AMP-DA pRN-Ntag (SEQ ID NO 13)5'AMP-DA pRN-Ntag (SEQ ID NO 13)

5'-CGC-GGA-TCC-ATG-GAA-CCC-AAT-ATT-TAC-3' 5'-CGC-GGA-TCC-ATG-GAA CCC AAT-ATT-TAC-3 '

3'AMP-DA pRN-Ntag (SEQ ID NO 14)3'AMP-DA pRN-Ntag (SEQ ID NO 14)

5'-CGG-GGT-ACC-TTA-TGG-AAC-AAC-TTC-ATC-3'5'-CGG GGT ACC TTA-TGG-AAC-AAC-TTC-ATC-3 '

5'AMP-DA pRN-Ctag (SEQ ID NO 15)5'AMP-DA pRN-Ctag (SEQ ID NO 15)

5'-GGG-GTA-CCG-TCA-TGG-AAC-CCA-ATA-TTT-ACC-3'5'-GGG GTA CCG TCA TGG AAC CCA ATA TTT ACC-3 '

3'AMP-DA pRN-Ctag (SEQ ID NO 16)3'AMP-DA pRN-Ctag (SEQ ID NO 16)

5'-CGC-GGA-TCC-TGG-AAC-AAC-TTC-ATC-AGA-G-3'5'-CGC-GGA-TCC-TGG-AAC-AAC-TTC ATC AGA G-3 '

Transfektion der Schneider ZellenTransfection of the Schneider cells

Zellen der Schneider Zell-Linie SL-3 (Schneider, I., J. Embryol. Exp. Morphol. 27 (1972), 353-365) wurden bei 27°C in SF-900II Medium (Gibco-BRL) unter Zusatz von 2% fötalem Kälberserum (Gibco-BRL) kultiviert.Cells from the Schneider cell line SL-3 (Schneider, I., J. Embryol. Exp. Morphol. 27 (1972), 353-365) were added at 27 ° C in SF-900II medium (Gibco-BRL) cultivated from 2% fetal calf serum (Gibco-BRL).

SL-3 Zellen wurden 1 Tag vor der Transfektion in einer Konzentration von 2 × 106 Zellen/3 cm dish ausgesät. Die Zellen wurden mit serumfreiem SF-900II Medium gewaschen. Eine Transfektion erfolgte mit 1,5 µg pRMHa-N-AMP-DA/pRMHa-C- AMP-Da und 0,5 µg PIZ/V5-His (Invitrogen) sowie 6 µl FuGene6 (Roche) in SF-900II (ohne Zusatz von fötalem Kälberserum und Antibiotika) in einem Totalvolumen von 1 ml. Zwei Tage nach der Transfektion wurden die Zellen unter Selektion (1 mg/ml Zeocin) (Invitrogen) gesetzt. Hiernach wurde ein Aliquot für eine gelelektrophoretische Analyse (Western Blot) sowie für einen enzymatischen Aktivitätstest entnommen.SL-3 cells were seeded 1 day before the transfection in a concentration of 2 × 10 6 cells / 3 cm dish. The cells were washed with serum-free SF-900II medium. A transfection was carried out with 1.5 µg pRMHa-N-AMP-DA / pRMHa-C-AMP-Da and 0.5 µg PIZ / V5-His (Invitrogen) and 6 µl FuGene6 (Roche) in SF-900II (without addition of fetal calf serum and antibiotics) in a total volume of 1 ml. Two days after the transfection, the cells were placed under selection (1 mg / ml Zeocin) (Invitrogen). An aliquot was then removed for a gel electrophoretic analysis (Western blot) and for an enzymatic activity test.

Western Blot und AktivitätstestWestern blot and activity test

Der Western Blot wurde nach den gängigen Verfahren durchgeführt. (siehe z. B. Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2. Aufl. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY). Die Detektion der exprimierten rekombinanten AMP-Deaminase erfolgte genau wie von Benting (Benting J. et al., Anal Biochem, 278 (2000), 59-68) beschrieben.The Western blot was carried out according to the usual methods. (see e.g. Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2nd ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY). The detection of the  expressed recombinant AMP deaminase was done exactly as by Benting (Benting J. et al., Anal Biochem, 278 (2000), 59-68).

Beim Western Blot wurde eindeutig die erwartete Bande von ca. 90 KDa detektiert, was der erwarteten Größe des zu exprimierten rekombinanten Proteins, der AMP- Deaminase, entspricht.The expected band of approximately 90 KDa was clearly detected in the Western blot, which is the expected size of the recombinant protein to be expressed, the AMP Deaminase.

Die Zelllysate wurden in Testpuffer resuspendiert (60 mM Na-citrat (Merck), 100 mM KCl (Merck), 0,02% Triton X-100 (Merck), pH 7.1). Die Reaktion wurde gestartet durch Zugabe von 50 µl Substrat Lsg. (0,6 mM AMP (Sigma), 1 mM ATP (Sigma), 1 µM Diadenosine Pentaphosphat (Sigma), in Testpuffer gelöst). Nach einer Inkubation von 2 h bei 25°C wurde die Reaktion gestoppt durch Zugabe von 50 µl Phenol-Lösung. (0,1 M Phenol (Merck), 0,17 mM Na-nitroprusside (Aldrich) und 50 µl DCA-Lösung (0,125 M NaOH (Merck), 0,38 M Na2HPO4 (Merck), 2 mM Dichlorisocyansäure-Na (Aldrich)). Nach zwei Stunden konnte mit Hilfe einer Messung im Photometer bei 650 nm gezeigt werden, dass die exprimierte rekombinante AMP-Deaminase die gewünschte Aktivität aufwies. Somit steht die AMP-Deaminase in einer hochreinen Form zur Verfügung, die einen Einsatz im HTS (High Throughput Screening) direkt erlaubt. The cell lysates were resuspended in test buffer (60 mM Na citrate (Merck), 100 mM KCl (Merck), 0.02% Triton X-100 (Merck), pH 7.1). The reaction was started by adding 50 μl of substrate solution (0.6 mM AMP (Sigma), 1 mM ATP (Sigma), 1 μM diadenosine pentaphosphate (Sigma), dissolved in test buffer). After an incubation of 2 h at 25 ° C., the reaction was stopped by adding 50 μl phenol solution. (0.1 M phenol (Merck), 0.17 mM Na nitroprusside (Aldrich) and 50 µl DCA solution (0.125 M NaOH (Merck), 0.38 M Na 2 HPO 4 (Merck), 2 mM dichloroisocyanic acid Na (Aldrich)) After two hours, a measurement in a photometer at 650 nm showed that the expressed recombinant AMP deaminase had the desired activity, so that the AMP deaminase is available in a highly pure form that can be used allowed directly in HTS (High Throughput Screening).

SEQUENCE LISTING SEQUENCE LISTING

Claims (26)

1. Isoliertes Nucleinsäuremolekül, enthaltend eine Nucleinsäuresequenz, die für ein Protein codiert, das die biologische Aktivität einer pflanzlichen AMP-Deaminase aufweist, besagte Nucleinsäuresequenz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
  • a) Nucleinsäuresequenzen, die die unter SEQ ID NO 1 angegebene Nucleinsäuresequenz umfassen und/oder die für ein Protein mit der unter SEQ ID NO 2 angegebenen Aminosäuresequenz codieren;
  • b) Nucleinsäuresequenzen, die mit den unter (a) genannten Nucleinsäuresequenzen hybridisieren;
  • c) Nucleinsäuresequenzen, deren Sequenz aufgrund des genetischen Codes degeneriert ist im Vergleich zu den unter (a) oder (b) genannten Nucleinsäuresequenzen; und
  • d) Nucleinsäuresequenzen, die Fragmente, Derivate oder allele Varianten der unter (a) bis (c) genannten Nucleinsäuresequenzen darstellen.
1. An isolated nucleic acid molecule containing a nucleic acid sequence which codes for a protein which has the biological activity of a plant AMP deaminase, said nucleic acid sequence selected from the group consisting of:
  • a) nucleic acid sequences which comprise the nucleic acid sequence given under SEQ ID NO 1 and / or which code for a protein with the amino acid sequence given under SEQ ID NO 2;
  • b) nucleic acid sequences which hybridize with the nucleic acid sequences mentioned under (a);
  • c) nucleic acid sequences whose sequence is degenerate on the basis of the genetic code in comparison to the nucleic acid sequences mentioned under (a) or (b); and
  • d) nucleic acid sequences which are fragments, derivatives or allelic variants of the nucleic acid sequences mentioned under (a) to (c).
2. Eine isoliertes Nucleinsäuremolekül gemäß Anspruch 1, wobei die Nucleinsäuresequenz aus Arabidopsis thaliana gewonnen wird und der SEQ ID NO 1 entspricht.2. An isolated nucleic acid molecule according to claim 1, wherein the Nucleic acid sequence from Arabidopsis thaliana is obtained and the SEQ ID NO 1 corresponds. 3. Eine oder mehrere Nucleinsäuresmoleküle gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei Fragmente oder Derivate durch Insertion, Deletion, Addition, Substitution, und/oder Inversionen entstanden sind.3. One or more nucleic acid molecules according to claim 1 or 2, wherein Fragments or derivatives by insertion, deletion, addition, substitution, and / or Inversions have arisen. 4. Verfahren zur Herstellung einer cDNA codierend für eine pflanzliche AMP- Deaminase, enthaltend die Schritte:
  • a) Isolation einer mRNA-Population aus pflanzlichem Gewebe;
  • b) reverse Transkription der gewonnenen mRNA-Population;
  • c) Zweitstrangsynthese basierend auf dem revers transkribierten Erststrang nach (b);
  • d) PCR-Amplifikation des nach (a) bis (c) erhaltenen cDNA- Doppelstrangmoleküls vor oder nach Verknüpfung mit geeigneten Adaptoren und
  • e) Anreicherung und Identifizierung der für die AMP-Deaminase codierenden cDNA oder zumindest Fragmenten davon.
4. A method for producing a cDNA coding for a plant AMP deaminase, comprising the steps:
  • a) isolation of an mRNA population from plant tissue;
  • b) reverse transcription of the mRNA population obtained;
  • c) second strand synthesis based on the reverse transcribed first strand according to (b);
  • d) PCR amplification of the cDNA double-stranded molecule obtained according to (a) to (c) before or after linkage with suitable adapters and
  • e) Enrichment and identification of the cDNA coding for the AMP deaminase or at least fragments thereof.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei das pflanzliche Gewebe aus Arabidopsis thaliana entstammt.5. The method according to claim 4, wherein the vegetable tissue from Arabidopsis thaliana. 6. Ein rekombinanter Vektor, enthaltend ein Nucleinsäuremolekül nach Anspruch 1 bis 3, wobei der Vektor zusätzlich Regulationselemente enthält, die eine Expression in einem homologen oder nicht homologen Wirtsorganismus gewährleisten.6. A recombinant vector containing a nucleic acid molecule after Claims 1 to 3, wherein the vector additionally contains regulatory elements that a Expression in a homologous or non-homologous host organism guarantee. 7. Ein Vektor gemäß Anspruch 6, wobei der nicht homologe Wirtsorganismus, ein Bakterium, eine Hefezelle oder eine Insektenzelle ist.7. A vector according to claim 6, wherein the non-homologous host organism, is a bacterium, a yeast cell or an insect cell. 8. Ein Vektor gemäß Anspruch 7, wobei der nicht homologe Wirtsorganismus E.coli, Saccharomyces cerivisiae oder eine Zelle der Schneider Zelllinie SL3 ist.8. A vector according to claim 7, wherein the non-homologous host organism E.coli, Saccharomyces cerivisiae or a cell of the Schneider cell line SL3. 9. Ein Vektor gemäß Anspruch 6, wobei der homologe oder nicht homologe Wirtsorganismus eine Pflanze ist.9. A vector according to claim 6, wherein the homologous or non-homologous Host organism is a plant. 10. Verwendung eines oder mehrerer Nucleinsäuremoleküle gemäß den Ansprüchen 1 bis 3 und 6 bis 9 zur Transformation prokaryoter oder eukaryoter Zellen.10. Use of one or more nucleic acid molecules according to the Claims 1 to 3 and 6 to 9 for the transformation of prokaryotic or eukaryotic Cells. 11. Verwendung gemäß Anspruch 10, wobei die Orientierung der integrierten Nucleinsäuresequenz bezüglich der sie umgebenden Regulationseinheiten in sense- oder in antisense-Orientierung vorliegt. 11. Use according to claim 10, wherein the orientation of the integrated Nucleic acid sequence with respect to the surrounding regulatory units in sense or in antisense orientation.   12. Zellen, die ein oder mehrere Nucleinsäuremoleküle gemäß Anspruch 1 heterolog enthalten.12. Cells containing one or more nucleic acid molecules according to claim 1 heterologous included. 13. Zellen gemäß Anspruch 12, die eine erhöhte Resistenz gegenüber einem oder mehreren AMP-Deaminase-Inhibitoren aufweisen.13. Cells according to claim 12, which have an increased resistance to a or more AMP deaminase inhibitors. 14. Pflanzenzellen, die ein oder mehrere Nucleinsäuremoleküle gemäß Anspruch 1 heterolog enthalten.14. Plant cells that according to one or more nucleic acid molecules Claim 1 contain heterologous. 15. Pflanzenzellen gemäß Anspruch 14, die eine erhöhte Resistenz gegenüber einem oder mehreren AMP-Deaminase-Inhibitoren aufweisen.15. Plant cells according to claim 14, which have an increased resistance to have one or more AMP deaminase inhibitors. 16. Pflanzengewebe, das ein oder mehrere Nucleinsäuremoleküle gemäß Anspruch 1 heterolog enthält.16. Plant tissue that according to one or more nucleic acid molecules Claim 1 contains heterologously. 17. Pflanzengewebe gemäß Anspruch 16, das eine erhöhte Resistenz gegenüber einem oder mehreren AMP-Deaminase-Inhibitoren aufweist.17. Plant tissue according to claim 16, which has an increased resistance to one or more AMP deaminase inhibitors. 18. Fertile Pflanzen, die ein oder mehrere Nucleinsäuremoleküle gemäß Anspruch 1 heterolog enthalten.18. Fertile plants that contain one or more nucleic acid molecules Claim 1 contain heterologous. 19. Fertile Pflanzen gemäß Anspruch 18, die eine erhöhte Resistenz gegenüber einem oder mehreren AMP-Deaminase-Inhibitoren aufweisen.19. Fertile plants according to claim 18, which have an increased resistance to have one or more AMP deaminase inhibitors. 20. Saatgut, das ein oder mehrere Nucleinsäuremoleküle gemäß Anspruch 1 heterolog enthält.20. Seed comprising one or more nucleic acid molecules according to claim 1 heterologous contains. 21. Saatgut gemäß Anspruch 20, das eine erhöhte Resistenz gegenüber einem oder mehreren AMP-Deaminase-Inhibitoren aufweist. 21. Seed according to claim 20, which has an increased resistance to one or more AMP deaminase inhibitors.   22. Pflanze gemäß Anspruch 18, die zu den Kulturpflanzen Alfalfa, Baumwolle, Gerste, Hafer, Kartoffel, Mais, Reis, Roggen, Soja, Sommerraps, Sonnenblume, Tomate, Weizen, Winterraps oder Zuckerrübe gehört.22. Plant according to claim 18, which to the crop plants alfalfa, cotton, Barley, oats, potatoes, corn, rice, rye, soy, summer rape, sunflower, Heard of tomato, wheat, winter rape or sugar beet. 23. Verfahren zur Herstellung eines rekombinanten Proteins, das die biochemischen Charakteristika einer AMP-Deaminase aufweist, dadurch gekensnzeichnet, dass:
  • a) ein Nucleinsäuremolekül gemäß Anspruch 1 in einen geeigneten Expressionsvektor integriert wird;
  • b) der das Nucleinsäuremolekül gemäß Anspruch 1 enthaltende Expressionsvektor in eine entsprechende Wirtszelle übertragen wird; und
  • c) das exprimierte Protein gegebenenfalls gezielt aus dem Wirtsorganismus oder dem ihn umgebenden Medium isoliert wird, wobei das Protein auch nach seiner Isolation enzymatisch aktiv ist.
23. A process for the production of a recombinant protein which has the biochemical characteristics of an AMP deaminase, characterized in that:
  • a) a nucleic acid molecule according to claim 1 is integrated into a suitable expression vector;
  • b) the expression vector containing the nucleic acid molecule according to claim 1 is transferred into a corresponding host cell; and
  • c) the expressed protein is optionally isolated from the host organism or the medium surrounding it, the protein being enzymatically active even after its isolation.
24. Rekombinantes Protein, das nach einem Verfahren gemäß Anspruch 23 hergestellt worden ist.24. Recombinant protein, which by a method according to claim 23 has been manufactured. 25. Verwendung eines rekombinanten Proteins gemäß Anspruch 24 zur Auffindung neuer AMP-Deaminase-Inhbitoren.25. Use of a recombinant protein according to claim 24 for Finding new AMP deaminase inhibitors. 26. Verwendung eines mit einem Verfahren gemäß Anspruch 23 hergestellten rekombinanten Proteins zur biochemischen oder strukturellen Charakterisierung herbizider Inhibitoren.26. Use of a manufactured with a method according to claim 23 recombinant protein for biochemical or structural characterization herbicidal inhibitors.
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