FR2689905A1 - Method for cloning a DNA sequence coding for a NADPH-cytochrome P450 reductase and DNA sequences coding for a NADPH-cytochrome P450 reductase, in particular for plants. - Google Patents

Method for cloning a DNA sequence coding for a NADPH-cytochrome P450 reductase and DNA sequences coding for a NADPH-cytochrome P450 reductase, in particular for plants. Download PDF

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Abstract

Method of coding a DNA sequence coding for an NADPH-cytochrome P450 reductase of an organism, especially a plant. The process is characterized in that (1) a strain of yeast transformed with plasmids from a total cDNA bank of the organism, especially a plant, and having a deficiency phenotype of endogenous NADPH-cytochrome P450 reductase activity, is subjected to treatment with a P450 cytochrome inhibitor at a dose which makes lethal the absence of endogenous NADPH-cytochrome P450 reductase activity; (2) the surviving clones are collected and plasmids for the expression of an NADPH-cytochrome P450 reductase activity corresponding to the NADPH-cytochrome P450 of said organism, especially of said plant, are extracted.

Description

La présente invention concerne un procédé de clonage d'un gène de NADPH Cytochrome P450 Réductase de plante ou d'un autre organisme par un crible basé sur une complémentation fonctionnelle dans une souche de levure où la NADPH cytochrome P450 Réductase endogène est soit déficiente, soit rendue de niveau modulable. The present invention relates to a method for cloning a NADPH Cytochrome P450 Reductase gene from a plant or from another organism by a screen based on functional complementation in a yeast strain where the endogenous NADPH cytochrome P450 Reductase is either deficient or made of modular level.

La présente invention concerne plus particulièrement l'application de ce procédé au clonage de gènes de NADPH Cytochrome
P450 Réductases de plantes.
The present invention relates more particularly to the application of this method to the cloning of NADPH Cytochrome genes
P450 Reductases from plants.

La présente invention concerne en outre l'utilisation de l'ADNc d'une NADPH Cytochrome P450 Réductase de plante obtenu par ledit procédé, pour cloner des gènes de NADPH Cytochrome P450
Réductases d'une autre plante par hybridation sous condition de stringence réduite.
The present invention further relates to the use of the cDNA of a plant NADPH Cytochrome P450 Reductase obtained by said method, for cloning NADPH Cytochrome P450 genes
Reductases from another plant by hybridization under the condition of reduced stringency.

La présente invention concerne également des séquences d'ADN codant pour une NADPH Cytochrome P450 Réductase de plante obtenues par les procédés de clonage selon l'invention. The present invention also relates to DNA sequences coding for a plant NADPH Cytochrome P450 Reductase obtained by the cloning methods according to the invention.

Domaine technique de l'invention
Les NADPH Cytochrome P450 Réductases (ci-après abrégées "P450Réd") sont indispensables à l'activité enzymatique des Cytochromes
P450 (ci-après abrégés "P450") (1). Dans le complexe membranaire fonctionnel P450-P450 Réd, elles apportent au P450 des électrons à un potentiel életrochimique suffisamment négatif pour leur permettre d'effectuer les réactions de type monooxygénasique. Ces réactions sont caractérisées le plus souvent par l'introduction d'un atome d'oxygène dans des liaisons carbone-carbone ou carbone-hydrogène ou alors par l'oxydation d'un hétéroatome (2). Jusqu'à présent, les P450 Réd étaient considérées comme uniques dans une espèce donnée où elles interagissaient avec l'ensemble des P450 présents.La présente invention démontre le caractère erroné de ce concept et que différentes classes de Réductase peuvent contrôler l'activité de différentes familles de P450.
Technical field of the invention
NADPH Cytochrome P450 Reductases (hereinafter abbreviated as "P450Réd") are essential for the enzymatic activity of Cytochromes
P450 (hereinafter abbreviated as "P450") (1). In the functional membrane complex P450-P450 Red, they supply electrons to P450 with an electrochemical potential sufficiently negative to allow them to carry out reactions of the monooxygenase type. These reactions are most often characterized by the introduction of an oxygen atom into carbon-carbon or carbon-hydrogen bonds or by the oxidation of a heteroatom (2). Until now, P450 Reds were considered to be unique in a given species where they interacted with all of the P450s present. The present invention demonstrates the erroneous nature of this concept and that different classes of Reductase can control the activity of different families of P450.

Bien que l'état des connaissances concernant l'intervention de
P450 de plantes dans les différentes voies de biosynthèse ou de détoxification ne soit pas aussi avancé que dans le domaine des P450 de mammifères, l'implication de P450 dans de nombreuses réactions du métabolisme secondaire de différentes plantes, est décrite aujourd'hui dans la littérature (3). I1 est également connu par la littérature que les P450 de plantes inverviennent dans la métabolisation de certains pesticides tels que le diclofop ou le chlortoluron (4, 5). L'activité des P450 Réd comme donneur électronique indispensable à la fonction des P450 est susceptible d'être utilisée dans une grande gamme de domaines d'applications.On peut citer à titre d'exemples non-limitatifs
- la bioconversion dtarômes ou de pigments naturels à partir de précurseurs endogènes à la plante. En effet, il a été démontré qu'un certain nombre de molécules de natures chimiques très variées comme les phényl propanoîdes, les terpenoîdes, les acides gras et les stérols sont substrats de
P450 de Plante (3). Ces molécules sont également des intermédiaires de la biosynthèse de molécules d'intérêt industriel tels que les arômes, pigments ou des phytoalexines (substances de défense synthétisées par la plante contre des infections pathogènes).Dans ce but, l'isolement des gènes de
P450 de plantes et de P450 Réductases associées, leur clonage et leur surexpressions coordonnées dans un microorganisme adapté afin d'y reconstruire une portion de voie de biosynthèse est d'un intérêt certain. On peut citer comme applications
- Le remplacement des étapes d'hydroxylation stéréospécifique lors de la synthèse chimique de molécules d'intérêt industriel par voie biotechnologique. L'introduction de groupements hydroxyle à des positions bien précises par la voie de la chimie de synthèse est souvent fastidieuse et coûteuse. Cette étape peut être avantageusement remplacée par l'utilisation d'un complexe P450/P450 Réd capable de faire des réactions d'hydroxylation à la position voulue. A titre d'exemple, on peut citer la conversion de la digitoxine en digoxine par une hydroxylation en position 12 beta (6).L'enzyme qui effectue cette réaction dans des cellules en culture de Digitalis lanata est une hydroxylase à cytochrome P450
- La modulation in vivo de voies de biosynthèse de plantes. La découverte de l'existence d'au moins deux P450 Réductases à fonction non-interchangeable est une forte indication qu'au moins les deux P450
Réductases isolées pourraient intervenir différentiellement dans les voies de biosynthèse chez la Plante. La modulation dans des plantes transgéniques de l'activité relative des P450 Réductases pourrait être un moyen puissant de contrôle global de fonction telle que la floraison, la croissance, la symbiose, la résistance au parasite, la fructification, la conservation et le mûrissement des fruits, etc...;
- Un diagnostic in vitro de pollution de l'environnement.Un certain nombre de polluants industriels sont soit des inhibiteurs ou des activateurs de P450 de plantes
- L'oxydation de Xénobiotiques. I1 a été démontré que certains P450 constituent des facteurs de résistance et de sélectivité vis-à-vis des pesticides. I1 est clairement intéressant de transférer ces gènes vers des plantes d'intérêt agronomique de façon à les rendre résistantes à un herbicide, fongicide, insecticide, etc... La disponibilité des Réductases correspondantes dans la même localisation que les P450 impiiqués est un facteur critique pour cette utilisation.
Although the state of knowledge regarding the intervention of
P450 of plants in the different biosynthesis or detoxification pathways is not as advanced as in the field of mammalian P450, the implication of P450 in many reactions of the secondary metabolism of different plants, is described today in the literature (3). It is also known from the literature that plant P450s are involved in the metabolism of certain pesticides such as diclofop or chlortoluron (4, 5). The activity of P450 Réd as an essential electronic donor for the function of P450 is likely to be used in a wide range of fields of application.
- the bioconversion of atoms or natural pigments from precursors endogenous to the plant. Indeed, it has been shown that a number of molecules of very varied chemical natures such as phenyl propanoids, terpenoids, fatty acids and sterols are substrates of
Plant P450 (3). These molecules are also intermediaries in the biosynthesis of molecules of industrial interest such as aromas, pigments or phytoalexins (defense substances synthesized by the plant against pathogenic infections). To this end, the isolation of genes from
P450 from plants and associated P450 Reductases, their cloning and their coordinated overexpressions in a suitable microorganism in order to reconstruct a portion of biosynthesis pathway is of certain interest. We can cite as applications
- Replacement of the stereospecific hydroxylation stages during the chemical synthesis of molecules of industrial interest by biotechnological means. The introduction of hydroxyl groups at very precise positions by the means of synthetic chemistry is often tedious and expensive. This step can advantageously be replaced by the use of a P450 / P450 Red complex capable of carrying out hydroxylation reactions at the desired position. By way of example, there may be mentioned the conversion of digitoxin to digoxin by hydroxylation in position 12 beta (6). The enzyme which performs this reaction in cells in culture of Digitalis lanata is a hydroxylase with cytochrome P450
- In vivo modulation of plant biosynthesis pathways. The discovery of the existence of at least two P450 Reductases with non-interchangeable function is a strong indication that at least the two P450
Isolated reductases could intervene differentially in the biosynthetic pathways in plants. The modulation in transgenic plants of the relative activity of P450 Reductases could be a powerful means of global control of function such as flowering, growth, symbiosis, resistance to the parasite, fruiting, conservation and ripening of fruits , etc ...;
- An in vitro diagnosis of environmental pollution. A certain number of industrial pollutants are either inhibitors or activators of P450 from plants
- Oxidation of Xenobiotics. It has been shown that certain P450s constitute factors of resistance and selectivity with respect to pesticides. It is clearly advantageous to transfer these genes to plants of agronomic interest so as to make them resistant to a herbicide, fungicide, insecticide, etc. The availability of the corresponding Reductases in the same localization as the imbricated P450s is a critical factor. for this use.

Etat de la technique
Bien que les P450 et les P450 Réductases aient été mis en évidence chez les plantes au début des années 1970 (7), des clones génomiques ou d'ADNc de P450 Réductases membranaires proviennent d'eucaryotes supérieurs (homme, lapin, porc, rat ou truite), ou de levures, à l'exclusion du règne végétal. La faible teneur en P450 Réductase des tissus végétaux, ainsi que le mauvais rendement des procédés de purification décrits, s'est soldé par un sérieux retard dans le développement d'outils de clonage chez les plantes.
State of the art
Although P450 and P450 Reductases were detected in plants in the early 1970s (7), genomic or cDNA clones of membrane P450 Reductases come from higher eukaryotes (man, rabbit, pig, rat or trout), or yeast, excluding the plant kingdom. The low content of P450 Reductase in plant tissues, as well as the poor performance of the purification processes described, resulted in a serious delay in the development of cloning tools in plants.

La recherche de l'activité enzymatique des P450 Réductases nécessite la reconstitution d'un complexe multienzymatique membranaire, un procédé très mal maîtrisé jusqu'à présent dans le cas des enzymes de plantes. Récemment, la purification à homogénéité d'une protéine P450
Réd de la patate douce (8) et du topinambour (9) a été décrite. Leur identité a été démontrée par la reconstitution d'un très faible niveau d'activité P450 à partir de préparations partiellement purifiées de P450 de plante. Un anticorps polyclonal dirigé contre la P450 Réd de Topinambour inhibe complètement l'hydroxylation du cinnamate par la cinnamate 4-hydroxylase (P450) dans les microsomes de topinambour (9).
The search for the enzymatic activity of P450 Reductases requires the reconstitution of a multienzymatic membrane complex, a process which has been very poorly mastered until now in the case of plant enzymes. Recently, the homogeneous purification of a P450 protein
Red sweet potato (8) and Jerusalem artichoke (9) has been described. Their identity has been demonstrated by the reconstitution of a very low level of P450 activity from partially purified preparations of plant P450. A polyclonal antibody against Topinambour's P450 Red completely inhibits the hydroxylation of cinnamate by cinnamate 4-hydroxylase (P450) in Jerusalem artichoke microsomes (9).

Cette réaction est commune dans le règne végétal puisque l'acide cinnamique est le tronc commun de différentes voies de biosynthèse conduisant à la lignine, à de nombreux pigments végétaux, à des composés de défense et à des arômes. Le même anticorps anti-P450 Réd inhibe des réactions P450 dépendantes dans un grand nombre d'espèces végétales, par contre il ne montre pas de cross-réactivité avec les P450 Réd de levure, d'insectes, de poissons ou de mammifères (10). Inversement des anticorps contre les P450 Réd de levure ou de mammifères n'inhibent pas les P450
Réd végétales.
This reaction is common in the plant kingdom since cinnamic acid is the common core of different biosynthetic pathways leading to lignin, many plant pigments, defense compounds and aromas. The same anti-P450 Red antibody inhibits dependent P450 reactions in a large number of plant species, on the other hand it does not show cross-reactivity with the P450 Reds from yeast, insects, fish or mammals (10) . Conversely, antibodies against P450 Red from yeast or mammals do not inhibit P450
Red vegetable.

Des études plus poussées ont montré que la P450 Réd de topinambour (et de plusieurs autres espèces) ne semble pas une forme unique sur la base d'expériences d'immunoblotting et de chromatographie d'affinité (présence de trois bandes de poids moléculaire de 80, 82 et 84 kDa) (11). Néanmoins ces travaux ne permettaient pas de conclure en l'existence de plusieurs gènes dans la mesure où il avait été démontré dans au moins un des cas qu'une des bandes correspondait à une glycoprotéine. Further studies have shown that P450 Red of Jerusalem artichoke (and several other species) does not appear to be a unique form based on immunoblotting and affinity chromatography experiments (presence of three bands of molecular weight 80 , 82 and 84 kDa) (11). However, these studies did not allow to conclude in the existence of several genes insofar as it had been demonstrated in at least one of the cases that one of the bands corresponded to a glycoprotein.

De ce fait, il n'était pas connu si les différentes bandes correspondaient à différents états de modification post-traductionnels d'une même protéine ou à des protéines de séquences distinctes. Des fragments de digestion de la forme de 80 kDa ont été microséquencés, et les séquences peptidiques obtenues ont pu être alignées avec les séquences connues de truite, lapin, rat, porc, et levure.Sur une distance allant de 10 à 15 aminoacides, l'homologie trouvée dans le meilleur des cas est de l'ordre de 60%. Très récemment, un anticorps monoclonal fabriqué à partir d'un mélange des trois formes de P450 Réd de Topinambour, dans l'espoir qu'il sera capable de reconnaître un motif structural commun entre les trois isoformes, s'est avéré reconnaître uniquement une structure dite "dinucléotide fold", un motif banal présent dans un très grand nombre d'enzymes NAD(P)H dépendantes (12).As a result, it was not known whether the different bands corresponded to different post-translational modification states of the same protein or to proteins of distinct sequences. Digestion fragments in the form of 80 kDa were microsequenced, and the peptide sequences obtained could be aligned with the known sequences of trout, rabbit, rat, pig, and yeast. Over a distance ranging from 10 to 15 amino acids, l the homology found in the best of cases is around 60%. Very recently, a monoclonal antibody made from a mixture of the three forms of P450 Réd from Topinambour, in the hope that it will be able to recognize a common structural motif between the three isoforms, has been found to recognize only a structure called "dinucleotide fold", a common motif present in a very large number of NAD (P) H dependent enzymes (12).

Les approches classiques pour cloner un gène de Réductase de plantes soit par criblage de banques avec un anticorps spécifique, soit par hybridation avec des sondes hétérologues ou déduites des séquences en acides aminés obtenues par microséquençage de Réductases de plantes, se sont révélées inefficaces pour les raisons suivantes - le niveau d'expression de la P450 Réd au niveau ARNm de plantes est très faible, comparé aux taux d'expression mesuré chez les mammifères. Conventional approaches for cloning a plant reductase gene either by screening libraries with a specific antibody, or by hybridization with heterologous probes or deduced from the amino acid sequences obtained by microsequencing of plant reductases, have proved ineffective for the reasons following - the expression level of P450 Red at the mRNA level of plants is very low, compared to the expression levels measured in mammals.

L'induction chez la plante par une blessure ou autres moyens, est modeste et de surcroît un phénomène transitoire. Même dans des conditioins optimales d'induction, la P450 Réd reste donc une protéine mineure dans les tissus végétaux (12). Le criblage d'un ADNc peu abondant dans une banque d'ARNm total de plante est une procédure fastidieuse et lente. I1 faut ajouter aussi que, d'une manière générale, il est plus difficile d'obtenir une banque d'ARNm de bonne qualité chez les plantes qu'à partir de tissus de mammifère.Induction in the plant by injury or other means is modest and, moreover, a transient phenomenon. Even under optimal induction conditions, P450 Red therefore remains a minor protein in plant tissues (12). Screening for sparse cDNA in a total plant mRNA library is a tedious and slow procedure. It should also be added that, in general, it is more difficult to obtain a good quality mRNA library in plants than from mammalian tissues.

- Aucune séquence d'acide nucléique de P450 Réd végétale n'était connue, le criblage par hybridation devait.-être effectué soit avec une sonde de mammifère ou de levure, soit avec des oligonucléotides dérivés des microséquences d'acides aminés de la P450 Réd de topinambour. Dans les deux cas, l'utilisation de conditions de stringence faible était requise, ce qui augmentait de façon considérable la possibilité d'obtenir des faux positifs. S'il existe dans la littérature un certain nombre d'exemples qui ont décrit l'application avec succès d'anticorps spécifiques pour le criblage de banques d'expression, la réussite de cette procédure, qui dépend entièrement de la spécificité de l'anticorps, est quelque peu aléatoire.- No nucleic acid sequence of plant P450 Red was known, hybridization screening had to be carried out either with a mammalian or yeast probe, or with oligonucleotides derived from the amino acid micro sequences of P450 Red Jerusalem artichoke. In both cases, the use of low stringency conditions was required, which greatly increased the possibility of obtaining false positives. If there exist in the literature a certain number of examples which have described the successful application of specific antibodies for the screening of expression libraries, the success of this procedure, which entirely depends on the specificity of the antibody , is somewhat random.

Résumé de l'invention
La présente invention fournit un procédé de clonage de gènes de toutes NADPH-Cytochrome P450 Réductases indépendamment de leurs provenances, procédé qui consiste à se servir d'un crible permettant de déceler l'activité même d'un Cytochrome P450.
Summary of the invention
The present invention provides a method for cloning genes from all NADPH-Cytochrome P450 Reductases regardless of their origins, which method consists in using a screen making it possible to detect the very activity of a Cytochrome P450.

Par rapport aux méthodes classiques de clonage citées ci-dessus, qui se basent sur des critères indépendants de la fonction, comme le degré d'homologie ou la reconnaissance de motifs structuraux, le procédé de clonage selon la présente invention comporte un degré considérablement supérieur de fiabilité puisque basé sur la fonction. Compared to the conventional cloning methods cited above, which are based on criteria independent of the function, such as the degree of homology or the recognition of structural patterns, the cloning method according to the present invention comprises a considerably higher degree of reliability since based on function.

L'absence d'activité NADPH-cytochrome P450 Réductase endogène n'est pas léthale chez la levure si l'activité cytochrome P450 est exprimee. The absence of endogenous NADPH-cytochrome P450 Reductase activity is not lethal in yeast if cytochrome P450 activity is expressed.

En particulier, chez la levure, et plus particulièrement Saccharomyces cerevisiae, un P450, la nanostérol 14-déméthylase (C14DM), constitue une étape essentielle de la biosynthèse de l'ergostérol, un constituant majeur de la membrane cellulaire. L'absence de l'activité Cl4DM résulte en l'accumulation d'intermédiaires méthylés en 14 de la biosynthèse de l'ergostérol dans la membrane et en un défaut en ergostérol, ce qui est léthale pour la cellule (14). La délétion de la P450
Réd, par contre, n'est curieusement pas léthale alors que celle de la
C14DM l'est.En effet, une Réductase inconnue microsomale NADH dépendante (sur la base de son activité à reconstituer une activité
Ethoxyrésorufine O-deéthylase en présence de cytochrome P450 lAI de souris et de NADH), peut alternativement fournir des équivalents réducteurs à la C14DM de façon à assurer le taux de synthèse d'ergostérol requis pour que la cellule puisse survivre.
In particular, in yeast, and more particularly Saccharomyces cerevisiae, a P450, nanosterol 14-demethylase (C14DM), constitutes an essential step in the biosynthesis of ergosterol, a major constituent of the cell membrane. The absence of Cl4DM activity results in the accumulation of methyl intermediates in 14 of the biosynthesis of ergosterol in the membrane and in a defect in ergosterol, which is lethal for the cell (14). The P450 deletion
Réd, on the other hand, is curiously not lethal while that of the
C14DM is, because an unknown NADH-dependent microsomal reductase (based on its activity to reconstitute an activity
Ethoxyroresorufin O-deethylase in the presence of cytochrome P450 (mouse AI and NADH), can alternatively provide reducing equivalents to C14DM so as to ensure the rate of synthesis of ergosterol required for the cell to survive.

Soumise à de fortes doses d'inhibiteurs de cytochrome P450, la levure ne survit pas. Toutefois, une souche de levure qui n'exprime plus l'activité P450 Réductase ne survit pas à des doses d'inhibiteur de P450 tel que le kétoconazole, normalement insuffisantes pour être léthales, c'est-à-dire insuffisantes pour être léthales lorsque l'activité P450 Réd est exprimée (13). Subjected to high doses of cytochrome P450 inhibitors, the yeast does not survive. However, a yeast strain which no longer expresses P450 Reductase activity does not survive doses of P450 inhibitor such as ketoconazole, normally insufficient to be lethal, i.e. insufficient to be lethal when P450 Red activity is expressed (13).

Le procédé selon l'invention se base sur la découverte que ce phénotype d'hypersensibilité à un inhibiteur de P450, notamment à l'antifongique kétoconazole d'une souche de levure déficiente en activité
P450 Réductase endogène est supprimé par l'expression d'une P450
Réductase exogène (quel que soit le donneur d'électrons).
The method according to the invention is based on the discovery that this phenotype of hypersensitivity to a P450 inhibitor, in particular to the antifungal ketoconazole of a yeast strain deficient in activity
Endogenous P450 Reductase is Suppressed by Expression of a P450
Exogenous reductase (regardless of the electron donor).

La présente invention a en effet pour objet un procédé de clonage d'une séquence d'ADN codant pour une NADPH Cytochrome P450
Réductase, notamment de plantes, ou d'un autre organisme, caractérisé en ce qu'on réalise les étapes suivantes
1- On soumet une souche de levure transformée avec des plasmides
d'une banque d'ADNc total dudit organisme, notamment de ladite
plante, et ayant un phénotype de déficience en activité
NADPH-Cytochrome P450 Réductase endogène, à un traitement
avec un inhibiteur de cytochrome P450 à une dose qui rend
léthale l'absence d'activité NADPH Cytochrome P450 Réductase
endogène, puis
2- On récupère les clones survivants et on en extrait les plasmides
permettant l'expression d'une activité NADPH Cytochrome P450
Réductase qui correspond à la NADPH Cytochrome P450 dudit
organisme, notamment de ladite plante.
The subject of the present invention is in fact a method for cloning a DNA sequence coding for a Cytochrome P450 NADPH
Reductase, in particular from plants, or from another organism, characterized in that the following steps are carried out
1- We submit a yeast strain transformed with plasmids
a bank of total cDNA of said organism, in particular of said
plant, and having an activity deficiency phenotype
Endogenous NADPH-Cytochrome P450 Reductase, for treatment
with a cytochrome P450 inhibitor at a dose that makes
lethal lack of activity NADPH Cytochrome P450 Reductase
endogenous then
2- The surviving clones are recovered and the plasmids are extracted therefrom
allowing the expression of NADPH Cytochrome P450 activity
Reductase which corresponds to the NADPH Cytochrome P450 of said
organism, in particular of said plant.

On entend donc par l'expression "dose qui rend léthale" une dose qui -normalement, c'est-à-dire lorsque l'activité P450 Réd endogène est exprimée n est pas léthale pour la levure et ne le devient qu'en l'absence d'activité P450 Réd endogène. La dose d'inhibiteur de P450 ne doit donc pas dépasser la dose léthale, même en présence de P450
Réductase endogène.
The expression “dose which renders lethal” is therefore understood to mean a dose which -normally, that is to say when the endogenous P450 Red activity is expressed, is not lethal for the yeast and only becomes so in l absence of endogenous P450 Red activity. The dose of P450 inhibitor should therefore not exceed the lethal dose, even in the presence of P450
Endogenous reductase.

La transformation de l'Etape 1 se fait selon des techniques bien connues de l'homme de l'art ; par exemple, à partir d'une souche de levure URA- et des plasmides portant le gène URA 3 comme marqueur de sélection, ce qui permet d'excercer une pression de sélection avec de l'uracyle. The transformation of Step 1 is done according to techniques well known to those skilled in the art; for example, from a strain of yeast URA- and plasmids carrying the URA 3 gene as selection marker, which makes it possible to exert a selection pressure with uracyl.

Dans la présente invention, on peut se servir de levures totalement ou partiellement déficientes en P450 Réductase endogène pour tester une activité P450 Réd. In the present invention, yeasts which are totally or partially deficient in endogenous P450 Reductase can be used to test a P450 Red activity.

L'obtention et la description des souches de S. cerevisiae, dans lesquelles le gène de la NADPH-Cytochrome P450 Réductase endogène a été soit délété, soit mis sous le controle d'un promoteur inductible permettant de l'activer, sont décrits dans la demande de brevet n" 91 08884 (souches PES1-3D et PES1-3U). Dans la souche PES1-3U, le gène endogène de la NADPH-Cytochrome P450 Réductase a été mis sous le contrôle du promoteur GAL10-CYC1, ce qui confère à la souche un phénotype sauvage en milieu galactose. Dans la souche PES1-3D, la région codante de la
NADPH-Cytochrome P450 Réductase a été remplacée par le gène du marqueur TRP1, ce qui lui confère un phénotype déficient permanent en
NADPH-Cytochrome P450 Réductase.
The obtaining and description of the strains of S. cerevisiae, in which the endogenous NADPH-Cytochrome P450 Reductase gene has been either deleted or put under the control of an inducible promoter enabling it to be activated, are described in the Patent application No. 91 08884 (strains PES1-3D and PES1-3U). In the strain PES1-3U, the endogenous gene for NADPH-Cytochrome P450 Reductase was put under the control of the promoter GAL10-CYC1, which gives to the strain a wild phenotype in galactose medium. In the strain PES1-3D, the coding region of the
NADPH-Cytochrome P450 Reductase has been replaced by the marker gene TRP1, which gives it a permanent deficient phenotype in
NADPH-Cytochrome P450 Reductase.

On entend par "inhibiteur de Cytochrome P450" un composé qui interagit avec ledit Cytochrome P450 notamment par complexation, de sorte que ledit Cytochrome P450 se trouve inactivé. The term “Cytochrome P450 inhibitor” is understood to mean a compound which interacts with said Cytochrome P450 in particular by complexation, so that said Cytochrome P450 is inactivated.

Un grand nombre de composés azole, et plus particulièrement le kétoconazole, ont été développés comme fongicides puissants dans le domaine médical et agricole et peuvent être utilisés selon l'invention (15).
La dose léthale est variable selon les agents et selon la souche, en général une dose de 5 à 100 ug/ml, de préférence de 10 à 50 ug/ml, peut être suffisante dans le procédé selon l'invention.
A large number of azole compounds, and more particularly ketoconazole, have been developed as potent fungicides in the medical and agricultural fields and can be used according to the invention (15).
The lethal dose is variable according to the agents and according to the strain, in general a dose of 5 to 100 ug / ml, preferably from 10 to 50 ug / ml, may be sufficient in the process according to the invention.

Les agents antifongiques du type kétoconazole inhibent en particulier la déméthylation du lanostérol au niveau de la C14DM en formant un complexe 1:1 avec cette P450. Du fait de l'affinité très élevée du kétoconazole, le lanostérol en tant que substrat physiologique ne peut pas déplacer l'inhibiteur, ce qui entraîne la mort de la cellule. Une souche sauvage de levure est résistante jusqu'à une concentration de 50 vmoire 80 ug/ml de kétoconazole. L'observation selon la présente invention qu'une souche déficiente en P450 Réd est plus sensible au kétoconazole jusqu'à 10 fois, et peut-être léthale à 5,ug/ml (à cause du mauvais couplage entre la
Réd non-spécifique et la C14DM), a été utilisée pour développer un mode de sélection de l'activité NADPH P450- Réd.En effet, après transformation d'une souche de levure déficiente en NADPH P450 Réd avec une banque d'ADN exogène, ne pourront pousser en présence de 50 ug/ml de kétoconazole que des cellules transformées dans lesquelles l'ADN exogène reçu a introduit une activité P450 Réd suffisante. Le point essentiel de cette méthode de criblage par complémentation fonctionnelle est son universalité, puisqu'on peut tenir compte des différences d'efficacité de couplage entre la C14DM de levure et la P450 Réd exogène en variant la concentration d'inhibiteur.
Antifungal agents of the ketoconazole type in particular inhibit the demethylation of lanosterol at the level of C14DM by forming a 1: 1 complex with this P450. Due to the very high affinity of ketoconazole, lanosterol as a physiological substrate cannot displace the inhibitor, which leads to cell death. A wild strain of yeast is resistant up to a concentration of 50 μm or 80 μg / ml of ketoconazole. The observation according to the present invention that a strain deficient in P450 Red is more sensitive to ketoconazole up to 10 times, and perhaps lethal at 5, ug / ml (because of the poor coupling between the
Non-specific Réd and C14DM), was used to develop a mode of selection for NADPH P450-Red activity. Indeed, after transformation of a deficient yeast strain into NADPH P450 Red with an exogenous DNA library , can only grow in the presence of 50 ug / ml of ketoconazole transformed cells in which the exogenous DNA received has introduced sufficient P450 Red activity. The essential point of this screening method by functional complementation is its universality, since one can take into account the differences in coupling efficiency between the yeast C14DM and the exogenous P450 Red by varying the inhibitor concentration.

Dans un mode de réalisation, on a appliqué le procédé selon la présente invention au clonage des P450 Réd végétales, en particulier de l'espèce Arabidopsis thaliana. En l'absence de connaissances quant aux conditions maximales d'induction de l'expression de la P450 Réd chez
Arabidopsis et des tissus où la P450 Réd est exprimée, l'ARNm total extrait à partir de jeunes plantules entières en phase de croissance nécessite une intense activité de synthèse, on peut donc supposer que tous les facteurs nécessaires à la croissance de la plantule soient exprimés à ce stade-là.
In one embodiment, the method according to the present invention was applied to the cloning of plant P450 Reds, in particular of the species Arabidopsis thaliana. In the absence of knowledge as to the maximum conditions for induction of expression of P450 Red in
Arabidopsis and tissues where P450 Red is expressed, the total mRNA extracted from young whole seedlings in the growth phase requires intense synthetic activity, it can therefore be assumed that all the factors necessary for the growth of the seedling are expressed at this point.

L'utilisation de plantules entières dilue la population d'ARNm exprimés de façon tissue-spécifique dans la population totale d'ARNm, mais présente l'énorme avantage de ne pas tenir compte de conditions particulières d'induction de la P450 Réd, et de faciliter la préparation du matériel de départ. The use of whole seedlings dilutes the population of tissue-specific mRNA expressed in the total population of mRNA, but has the enormous advantage of not taking into account specific conditions for induction of P450 Red, and of facilitate the preparation of starting materials.

Une banque d'expression chez S. cerevisiae peut être construite de façon connue par insertion d'un ADNc double brin dans un vecteur entre un promoteur et un terminateur de transcription de levure. An expression library in S. cerevisiae can be constructed in a known manner by insertion of a double-stranded cDNA in a vector between a promoter and a yeast transcription terminator.

On peut utiliser le promoteur bien connu de type PGK (16), étant bien entendu que la nature du promoteur n'est pas critique pour la méthode selon l'invention. De préférence, toutefois, on utilisera un promoteur fort dans la levure. La nature multicopie du vecteur utilisé, bien que souhaitable, n'est pas non plus critique.The well known promoter of the PGK type (16) can be used, it being understood that the nature of the promoter is not critical for the method according to the invention. Preferably, however, a strong promoter will be used in the yeast. The multicopy nature of the vector used, although desirable, is also not critical.

La banque ainsi obtenue est fractionnée avant transformation dans la levure selon la taille des ADNc synthétisés. Comme la taille de la séquence codante de P 450 Réd d'eucaryote décrites dans la littérature est de l'ordre de 2 kbp hormis les séquences 5' et 3' flanquantes, l'ARNm codant pour une P450 Réd chez une plante et en particulier chez
Arabidopsis doit raisonnablement être présent dans la fraction ayant un poids moléculaire plus grand que 2 kbp.
The library thus obtained is fractionated before transformation in yeast according to the size of the cDNAs synthesized. As the size of the coding sequence of P 450 Red of eukaryote described in the literature is of the order of 2 kbp apart from the flanking 5 'and 3' sequences, the mRNA coding for a P450 Red in a plant and in particular in
Arabidopsis must reasonably be present in the fraction having a molecular weight greater than 2 kbp.

Selon l'invention, à l'Etape 1, la banque d'ADNc est e préférence enrichie en gène d'intérêt (gène de NADPH-Cytochrome P450
Réductase de ladite plante ou autre organisme) par fractionnement selon la taille, en ne conservant que les fragments de taille supérieure à 2 kbp. Un tel fractionnement conduit en effet à un enrichissement de la banque pour le gène d'intérêt.
According to the invention, in Step 1, the cDNA library is preferably enriched in the gene of interest (NADPH-Cytochrome P450 gene
Reductase of said plant or other organism) by fractionation according to size, keeping only fragments larger than 2 kbp. Such a fractionation leads in fact to an enrichment of the library for the gene of interest.

Avantageusement selon l'invention, on utilise une méthode de transformation dite "en vol" d'une souche de levure portant un gène rendu artificiellement conditionnel pour la P450 Réductase endogène. En effet, la déficience en P450 Réductase induit une perte de transformabilité importante qui rendrait difficile, voire impossible dans certains cas, la constitution de banque représentative dans une souche délétée pour la P450
Réductase de manière non conditionnelle, c'est-à-dire permanente.
Advantageously according to the invention, a so-called "in flight" transformation method is used of a yeast strain carrying a gene made artificially conditional for the endogenous P450 Reductase. Indeed, the deficiency in P450 Reductase induces a significant loss of transformability which would make it difficult, if not impossible in certain cases, the constitution of a representative bank in a strain deleted for P450
Reductase unconditionally, that is, permanently.

De préférence donc, on utilise une souche de levure dans laquelle le gène de NADPH Cytochrome P450 Réductase est placé sous le contrôle d'un promoteur inductible telle que la souche PES1-3U. Dans ce cas, à l'Etape 1, on induit une déficience en P450 Réductase en inactivant ledit promoteur dans la souche déjà transformée. Preferably therefore, a yeast strain is used in which the NADPH Cytochrome P450 Reductase gene is placed under the control of an inducible promoter such as the PES1-3U strain. In this case, in Step 1, a P450 Reductase deficiency is induced by inactivating said promoter in the strain already transformed.

La présente invention a donc également pour objet un procédé caractérisé en ce que le gène de la NADPH Cytochrome P450 Réductase endogène de levure est mis sous le contrôle d'un promoteur inductible et à l'étape 1, on réalise successivement les sous-étapes suivantes
1-a) On transforme une souche de levure avec des plasmides d'une
banque d'ADNc total dudit organisme, notamment de ladite
plante, puis
l-b) On induit la déficience en activité NADPH-Cytochrome P450
Réductase endogène en inactivant ledit promoteur, et
l-c) On soumet ladite souche à un traitement avec ladite dose
d'inhibiteur de cytochrome P450.
The present invention therefore also relates to a process characterized in that the endogenous yeast NADPH Cytochrome P450 Reductase gene is placed under the control of an inducible promoter and in step 1, the following substeps are carried out successively
1-a) A yeast strain is transformed with plasmids of a
bank of total cDNA of said organism, in particular of said
plant then
lb) NADPH-Cytochrome P450 activity deficiency is induced
Endogenous reductase by inactivating said promoter, and
lc) Subjecting said strain to treatment with said dose
cytochrome P450 inhibitor.

Dans un mode de réalisation, la souche PESl-3U est, dans un premier temps, transformée par une banque d'ADNc dudit organisme, notamment de la plante et les transformants sélectionnés uniquement sur la base du marqueur de sélection URA3 du plasmide. Dans un second temps, les transformants sont soumis à l'inhibiteur de P450, notamment au kétoconazole, pour rendre léthale l'absence d'activité NADPH Cytochrome P450
Réductase. Les clones survivants contiennent alors un plasmide permettant l'expression d'une activité P450 Réductase exogène (0,1% environ dans le cas d'Arabidopsis).
In one embodiment, the strain PES1-3U is, firstly, transformed by a cDNA library of said organism, in particular of the plant and the transformants selected solely on the basis of the selection marker URA3 of the plasmid. Secondly, the transformants are subjected to the P450 inhibitor, in particular to ketoconazole, to render lethal the absence of NADPH Cytochrome P450 activity.
Reductase. The surviving clones then contain a plasmid allowing the expression of an exogenous P450 Reductase activity (approximately 0.1% in the case of Arabidopsis).

La présence d'artefacts de clonage est possible par la sélection d'un facteur de régulation du promoteur inductible tel que GAL 10-CYC1 en milieu glucosé. C'est pourquoi une série d'étapes de contrôle annexes permet de s'assurer, notamment après extraction du plasmide et retransformation d'une souche de levure totalement déficiente en P450
Réductase, que la complémentation est bien due à l'expression d'une
NADPH Cytochrome P450 Réductase exogène. Pour ce faire, on utilise une souche de levure dans laquelle le gène de P450 Réductase endogène est entièrement délété, tel que PES 1-3D. L'origine végétale de cette réductase peut être alors contrôlée par hydridation du clone avec 1'ADN génomique de la plante d'origine. La nature biochimique du gène cloné est alors vérifié par séquence.
The presence of cloning artifacts is possible by the selection of an inducible promoter regulatory factor such as GAL 10-CYC1 in a glucose medium. This is why a series of annexed control steps makes it possible to ensure, in particular after extraction of the plasmid and retransformation of a yeast strain totally deficient in P450.
Reductase, that complementation is due to the expression of a
NADPH Cytochrome P450 Exogenous reductase. To do this, a yeast strain is used in which the endogenous P450 Reductase gene is entirely deleted, such as PES 1-3D. The plant origin of this reductase can then be checked by hydridation of the clone with the genomic DNA of the plant of origin. The biochemical nature of the cloned gene is then verified by sequence.

La présente invention a donc également pour objet un procédé caractérisé en ce qu'après la transformation "en vol" et à l'aide des plasmides récupérés à l'étape 2), on transforme une souche de levure dans laquelle le gène de la NADPH cytochrome P450 Réductase endogène à été délété et on réitère un traitement avec un inhibiteur de cytochrome P450 à une dose qui rend léthale l'absence d'activité NADPH cytochrome P450 endogène, puis on récupère les clones survivants et on en extrait les plasmides permettant l'expression d'une activité NADPH-cytochrome P450 qui correspond à la NADPH cytochrome, notamment de ladite plante. The present invention therefore also relates to a method characterized in that after the transformation "in flight" and using the plasmids recovered in step 2), a yeast strain is transformed in which the NADPH gene Endogenous cytochrome P450 Reductase has been deleted and treatment with a cytochrome P450 inhibitor is repeated at a dose which makes the absence of endogenous cytochrome P450 cytochrome P450 activity lethal. The surviving clones are then recovered and the plasmids allowing it are extracted. expression of a NADPH-cytochrome P450 activity which corresponds to the cytochrome NADPH, in particular of said plant.

La présente invention apporte en outre la démonstration de l'existence, dans certains organismes, de plusieurs gènes indépendants de
NADPH cytochrome P450 Réductase codant pour des protéines de caratères physicochimiques prévisibles bien distincts susceptibles d'interagir avec des classes différentes de cytochromes, P450.
The present invention further provides the demonstration of the existence, in certain organisms, of several genes independent of
NADPH cytochrome P450 Reductase coding for proteins of very distinct predictable physicochemical characters capable of interacting with different classes of cytochromes, P450.

Le procédé selon l'invention a permis de cloner deux séquences d'ADN codant pour des NADPH Cytochrome P450 Réductase d'Arabidopsis ara-B et ara-C telles que représentées aux Figures 9 et 10 respectivement. The method according to the invention made it possible to clone two DNA sequences coding for NADPH Cytochrome P450 Reductase from Arabidopsis ara-B and ara-C as shown in Figures 9 and 10 respectively.

La présente invention a donc également pour objet des séquences d'ADNc codant pour des NADPH Cytochrome P450 Réductase d'Arabidopsis ara-B ou ara-C, ou de topinambour heliantus tuberosus, telles que représentées aux Figures 9 à 1 1 respectivement. The present invention therefore also relates to cDNA sequences coding for NADPH Cytochrome P450 Reductase of Arabidopsis ara-B or ara-C, or of Jerusalem artichoke heliantus tuberosus, as shown in Figures 9 to 1 1 respectively.

En effet, selon la présente invention, une séquence codante entière d'arabidopsis (ara-C), y compris les séquences 5' et 3' flanquantes, a ensuite été utilisée comme sonde pour cribler une banque d'ADNc totale de topinambour heliantus tuberosus sous conditions de stringence réduite. Indeed, according to the present invention, an entire coding sequence of arabidopsis (ara-C), including the flanking 5 'and 3' sequences, was then used as a probe to screen a total cDNA library of Jerusalem artichoke heliantus tuberosus under conditions of reduced stringency.

Cette banque a été obtenue à partir de nodules de topinambour qui ont été induits pour la synthèse de la P450 Réd par blessure, mais n'a pas été enrichie par fractionnement selon la taille des ADNc. L'usage d'un anticorps monospécifique dirigé contre un mélange des trois isoformes présentes chez le topinambour ne s'est pas avéré fructueux, ni le criblage à l'aide de sonde hétérologue (Réductase de levure et humaine), ou dérivées de la séquence protéique, n'avaient permis le clonage. Le criblage de la même banque avec une sonde d'ADNc du clone ara-C a mis immédiatement en évidence des positifs ayant un insert de plus de 2 kbp avec une fréquence de 1 pour 10.000 après trois tours de criblage.This library was obtained from Jerusalem artichoke nodules which were induced for the synthesis of P450 Red by injury, but was not enriched by fractionation according to the size of the cDNAs. The use of a monospecific antibody directed against a mixture of the three isoforms present in Jerusalem artichoke did not prove fruitful, neither the screening using a heterologous probe (yeast and human reductase), or derived from the sequence protein, had not allowed cloning. Screening of the same library with a cDNA probe of the ara-C clone immediately revealed positives having an insert of more than 2 kbp with a frequency of 1 per 10,000 after three rounds of screening.

Ainsi, par le procédé de la présente invention, on a pour la première fois isolé et identifié trois ADNc de source végétale codant pour des NADPH Cytochrome P450 Réductases dans deux espèces différentes (Arabidopsis et topinambour heliantus tuberosus). Les microsomes préparés à partir de ces souches transformées par les vecteurs d'expression de levure sont capables de réduire un substrat non-physiologique des P450 Réd, le
Cytochrome c. L'alignement des séquences en acides aminés avec les séquences connues de P450 Réd provenant d'autres sources eukaryotes permet de les identifier comme étant des P450 Réd d'Arabidopsis sur la base d'une très forte conservation au niveau des domaines fonctionnels des
P450 Réd décrits dans la littérature.Une comparaison directe au niveau acides aminés entre les deux P450 Réd d'Arabidopsis montre des longs blocs dthomologie quasi parfaite pour les mêmes domaines tandis que, en dehors de ces domaines notamment, la distribution des acides aminés chargés varie significativement. En southern génomique avec de l'ADN d'Arabidopsis digéré par différents enzymes de restriction, les deux clones d'ADNc s'hybrident à des loci génomiques différents indiquant clairement la présence de deux gènes. Une analyse plus fine des séquences montre que (Figure I) - la divergence en acide-aminés entre les deux Réductases d'Arabidopsis (ara-B et ara-C) est de 36%, alors que celle entre les gènes de la
Réductase ara-B et topi-A est de 31% et celle entre ara-C et topi-A est de 27%.Ceci est une forte indication que les deux gènes chez Arabidopsis ont évolué indépendamment durant un temps au moins comparable à celui de la divergence entre ces espèces végétales lointaines.
Thus, by the method of the present invention, it was for the first time isolated and identified three cDNAs from plant sources coding for NADPH Cytochrome P450 Reductases in two different species (Arabidopsis and Jerusalem artichoke heliantus tuberosus). The microsomes prepared from these strains transformed by yeast expression vectors are capable of reducing a non-physiological substrate of P450 Red, the
Cytochrome c. The alignment of the amino acid sequences with the known sequences of P450 Red from other eukaryotic sources makes it possible to identify them as being P450 Red of Arabidopsis on the basis of a very high conservation in the functional domains of the
P450 Réd described in the literature. A direct comparison at amino acid level between the two Arabidopsis P450 Red shows long blocks of homology almost perfect for the same fields while, outside these fields in particular, the distribution of charged amino acids varies significantly. In southern genomics with Arabidopsis DNA digested by different restriction enzymes, the two cDNA clones hybridize to different genomic loci clearly indicating the presence of two genes. A more detailed analysis of the sequences shows that (Figure I) - the amino acid divergence between the two Arabidopsis Reductases (ara-B and ara-C) is 36%, while that between the genes of the
Ara-B and topi-A reductase is 31% and that between ara-C and topi-A is 27%. This is a strong indication that the two genes in Arabidopsis have evolved independently for a time at least comparable to that of the divergence between these distant plant species.

Par ailleurs, l'analyse de la conservation en nucléotides sur la troisième base des codons (Figure 1) après alignement entre les séquences en aminoacides des Réductases, démontre un très faible résidu de conservation évolutive confirmant les données précédentes. Cette très faible conservation au niveau nucléotidique, sur les bases non contraintes comparées à l'homologie relativement élevée des Réductases de plantes entre elles au niveau amino-acides, démontre l'existence d'une forte contrainte évolutive sur la fonction des deux gènes d'Arabidopsis. Ceci indique que l'activité de ces deux gènes est évolutivement critique pour la plante et suggère que ces deux gènes ne sont pas interchangeables. Ils semblent donc jouer des rôles individuels dans la vie de la plante probable du fait de leurs association à des voies de biosynthèse spécifiques.  Furthermore, the analysis of nucleotide conservation on the third base of codons (Figure 1) after alignment between the amino acid sequences of the Reductases, demonstrates a very low evolutionary conservation residue confirming the previous data. This very low conservation at the nucleotide level, on the unconstrained bases compared to the relatively high homology of the plant reductases between them at the amino acid level, demonstrates the existence of a strong evolutionary constraint on the function of the two genes of Arabidopsis. This indicates that the activity of these two genes is evolutionarily critical for the plant and suggests that these two genes are not interchangeable. They therefore seem to play individual roles in the life of the likely plant due to their association with specific biosynthetic pathways.

Outre des séquences d'ADNc codant pour une NADPH P450
Réductase de plante obtenue par les procédés de clonage selon l'invention, la présente invention a également pour objet des séquences d'ADN s'hybridant dans des conditions faiblement stringentes à 50"C et/ou présentant au moins 60% d'homologie avec l'une des séquences d'arabidopsis ou de topinambour heliantus tuberosus représentées aux Figures 9 à 11, ou tout autre séquence de NADPH Cytochrome P450 Réductase, notamment de plantes, obtenue par les procédés de clonage selon l'invention.
In addition to cDNA sequences encoding a NADPH P450
Plant reductase obtained by the cloning methods according to the invention, the present invention also relates to DNA sequences hybridizing under weakly stringent conditions at 50 "C and / or having at least 60% homology with one of the sequences of arabidopsis or Jerusalem artichoke heliantus tuberosus shown in FIGS. 9 to 11, or any other sequence of NADPH Cytochrome P450 Reductase, in particular of plants, obtained by the cloning methods according to the invention.

Bien évidemment, la présente invention a également pour objet toutes séquences d'ADN équivalentes, c'est-à-dire qui diffère des séquences d'ADNc ci-dessus mentionnées, seulement par une ou plusieurs mutation(s) neutre(s), c'est-à-dire dont le changement ou la substitution des nucléotides en cause, n'affectent pas la séquence primaire de la protéine résultante. Obviously, the present invention also relates to all equivalent DNA sequences, that is to say which differs from the cDNA sequences mentioned above, only by one or more neutral mutation (s), that is to say, the change or substitution of the nucleotides in question, does not affect the primary sequence of the resulting protein.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière de la description détaillée du mode de réalisation suivant. Other characteristics and advantages of the present invention will appear in the light of the detailed description of the following embodiment.

La Figure 1 est une représentation schématique des éléments constitutifs du vecteur pFL 61, des sites uniques de restriction et leur localisation physique ainsi que la cassette de clonage insérée dans le site N" 1. Figure 1 is a schematic representation of the constituent elements of the vector pFL 61, the unique restriction sites and their physical location as well as the cloning cassette inserted in the site N "1.

La Figure 2 représente la séquence nucléotidique de la région d'insertion de la cassette de clonage dans le site Not I du vecteur pFL 61 avec les sites de restriction. Les deux sites Not I en bordure de la cassette et les deux sites BstX I portés par la cassete sont indiqués pas les flèches. FIG. 2 represents the nucleotide sequence of the region of insertion of the cloning cassette into the Not I site of the vector pFL 61 with the restriction sites. The two Not I sites at the edge of the cassette and the two BstX I sites carried by the cassette are indicated by the arrows.

La Figure 3 est une représentation schématique du principe de clonage utilisant des adaptateur synthétiques aux bouts non compatibles. Figure 3 is a schematic representation of the principle of cloning using synthetic adapters with incompatible ends.

La Figure 4 représente le schéma d'obtention d'une souche mutante de levure où le promoteur endogène du la P450 Réd est remplacé par le promoteur modulable pGK après recombinaison homologue avec un fragment linéaire Eco RI du vecteur pGPlPC. FIG. 4 represents the scheme for obtaining a mutant strain of yeast in which the endogenous promoter of P450 Red is replaced by the modular promoter pGK after homologous recombination with a linear Eco RI fragment of the vector pGPlPC.

La Figure 5 représente le schéma d'obtention d'une souche mutante de levure où le gène du marqueur TRP1 a été introduit au locus endogène de la P450 Réd pour donner la souche PES 1-3D.  FIG. 5 represents the diagram for obtaining a mutant strain of yeast in which the gene for the marker TRP1 has been introduced at the endogenous locus of P450 Red to give the strain PES 1-3D.

La Figure 6 représente la classification des clones pouvant conférer un phénotype kétoconazole R à la souche PES 1-3U après transformatioin selon leur profil de restriction et la fréquence d'apparition. FIG. 6 represents the classification of the clones capable of conferring a ketoconazole R phenotype on the PES 1-3U strain after transformation according to their restriction profile and the frequency of appearance.

La Figure 7 représente la Mesure de l'activité NADPH CYT
P450 Réductase dans des microsomes isolés de la souche mutante PES 1-3D après transformation avec de l'ADN plasmidique provenant des classes A, B,
C, E. Comme contrôles ont été inclus la souche PES 1-3D non-transformée (absence d'activité de P450 Réd) et la souche sauvage W303.1B (activité endogène de P450 Réd).
Figure 7 shows the measurement of NADPH CYT activity
P450 Reductase in microsomes isolated from the mutant strain PES 1-3D after transformation with plasmid DNA from classes A, B,
C, E. As controls were included the untransformed PES 1-3D strain (absence of P450 Red activity) and the wild strain W303.1B (endogenous P450 Red activity).

La Figure 8 représente l'homologie entre NADPH-P450
Réductase végétale et comparaison à des P450 Réductases connues, humaines et de levure. La colonne 1 montre le calcul du taux global de conservation au niveau acides aminés entre les deux P450 Réd d'Arabidopsis, les colonnes 2 à 4 montrent le taux de conservation entre des séquences d'acides aminés des deux P450 Réd d'Arabidopsis avec la P450
Réd humaine (HRed) et la P450 Réd de levure (YRed) connues de la littérature. La colonne 5 montre la distance évolutive entre la P450 Réd de levure et la P450 Réd humaine. Les colonnes 6 et 7 montrent le taux de conservation entre les deux P450 Réd d'Arabidopsis et un eP450 Réd d'une autre espèce végétale, isolé par cross-hybridation avec AraB comme sonde.
Figure 8 shows the homology between NADPH-P450
Plant reductase and comparison to known P450 reductases, human and yeast. Column 1 shows the calculation of the overall conservation rate at amino acid level between the two Arabidopsis P450 Red, columns 2 to 4 show the conservation rate between amino acid sequences of the two Arabidopsis P450 Red with P450
Human red (HRed) and the yeast P450 Red (YRed) known from the literature. Column 5 shows the evolutionary distance between the yeast P450 Red and the human P450 Red. Columns 6 and 7 show the conservation rate between the two Arabidopsis P450 Red and an eP450 Red from another plant species, isolated by cross-hybridization with AraB as probe.

Les Figures 9 à Il représentent les Séquences nucléotidiques et les séquences déduites des acides aminés des deux ADNc de P450 Réd d'Arabidopsis (Ara B -Figure 9- et Ara C -Figure 10-) isolées par complémentation fonctionnelle et de la P450 Réd de topinambour (Figure 11) isolée par crosshybridation (TopA). Les domaines fonctionnels de ces réductrases ont été définis par alignement avec les P450 Réd connues et son indiqués par des crochets. FIGS. 9 to 11 represent the nucleotide sequences and the deduced amino acid sequences of the two cDNAs of Arabidopsis P450 Red (Ara B -Figure 9- and Ara C -Figure 10-) isolated by functional complementation and of P450 Red of Jerusalem artichoke (Figure 11) isolated by crosshybridization (TopA). The functional areas of these reductrases have been defined by alignment with the known P450 Reds and are indicated by square brackets.

La Figure 12 représente l'alignement des séquences en acides aminés déduites des ADNc des trois P450 Réd végétales. Les positions de conservation stricte entre les réductases végétales sont indiquées par des astérisques en ligne 4. La cystéine conservée parmi toutes les P450 réductases végétales et animales connues et qui est importante pour la fixation du NADPH est surlignée par un astérisque. Les séquences nécessaires à la fixation du FMN sont indiquées par les blocs At et A2.  FIG. 12 represents the alignment of the amino acid sequences deduced from the cDNAs of the three plant P450 Reds. The strict storage positions between the plant reductases are indicated by asterisks in line 4. The cysteine conserved among all the known plant and animal P450 reductases and which is important for the binding of NADPH is highlighted by an asterisk. The sequences necessary for fixing the FMN are indicated by the blocks At and A2.

Les séquences nécessaires à la fixation du FAD sont représentées par les blocs B1 et B2. Les séquences nécessaires pour la fixation du NADPH sont représentées par le bloc C et la cystéine conservée surlignée par un astérisque.The sequences necessary for fixing the FAD are represented by blocks B1 and B2. The sequences necessary for the attachment of NADPH are represented by block C and the conserved cysteine highlighted with an asterisk.

La souche de Saccharomyces cerevisiae PES1-3U a été déposée auprès de la Collection Nationale des Cultures et de Microorganismes le 17 mars 1992, sous le numéro de dépôt I-1187.  The strain of Saccharomyces cerevisiae PES1-3U was deposited with the National Collection of Cultures and Microorganisms on March 17, 1992, under the deposit number I-1187.

1) Construction du vecteur d'expression chez S. cerevisiae
Le vecteur pFL61, utilisé ici pour le clonage d'une banque d'ADNc d'Arabidopsis thaliana, a été obtenu à partir du vecteur pFL60, décrit dans la littérature (17). I1 est caractérisé par les modifications suivantes : A la place du polylinker ClaI-BglII présent dans pFL60, a été créé un site unique Note. Dans ce site unique a été introduit ensuite une cassette contenant à l'intérieur deux sites uniques BstXI et bordée de bouts 5' sortants compatibles NotI. La digestion avec BstXI génère un vecteur linéarisé avec deux bouts incompatibles (18). La recirculation du vecteur ne sera possible qu'en présence d'un fragment d'ADN possédant des bouts compatibles avec ceux créés sur le vecteur par la digestion BstXI. La cassette d'insertion est placée entre le promoteur inductible PGK et le terminateur PGK, ce qui permettra l'expression des séquences d'ADN hétérologue insérées. De plus, ce vecteur contient le gène marqueur d'auxotrophie URA3 de S. cer., une petite partie du plasmide 2u comprenant l'origine de replication de S. cer. et des séquences provenant du vecteur d'E. coli pUCl9 qui sont inchangés par rapport au vecteur d'origine pFL 60.
1) Construction of the expression vector in S. cerevisiae
The vector pFL61, used here for the cloning of a cDNA library of Arabidopsis thaliana, was obtained from the vector pFL60, described in the literature (17). It is characterized by the following modifications: In place of the ClaI-BglII polylinker present in pFL60, a single Note site has been created. In this unique site was then introduced a cassette containing inside two unique BstXI sites and lined with 5 ′ outgoing ends compatible with NotI. Digestion with BstXI generates a linearized vector with two incompatible ends (18). Recirculation of the vector will only be possible in the presence of a DNA fragment having ends compatible with those created on the vector by BstXI digestion. The insertion cassette is placed between the inducible PGK promoter and the PGK terminator, which will allow expression of the inserted heterologous DNA sequences. In addition, this vector contains the URA3 auxotrophy marker gene for S. cer., A small part of the 2u plasmid comprising the origin of replication of S. cer. and sequences from the vector of E. coli pUCl9 which are unchanged compared to the original vector pFL 60.

2) Préparation d'une banque totale d'ADNc d'Arabidopsis thaliana triée
selon le poids moléculaire des ADNc
De jeunes plantules entières, comprenant feuilles, tiges et racines, sont collectées au stade deux feuilles, congelées dans de l'azote liquide puis broyées dans un mortier contenant du milieu d'homogénéisation congelé (10 mM Tris-Hcl pH8,0, I mM EDTA pH8, 0,5% sodium Dodecyl
Sulfate). La poudre ainsi obtenue est ensuite décongelée et extraite deux fois avec un volume égal d'un mélange 1:1 Phénol/chloroforme. Après addition de 1/10 volume d'une solution 4M NaCI, la solution aqueuse est de nouveau extraite deux fois avec un mélange 1:1 phénol/chloroforme, et les acides nucléiques sont précipités par l'addition de deux volumes d'éthanol.
2) Preparation of a total cDNA library of sorted Arabidopsis thaliana
by molecular weight of cDNA
Young whole seedlings, including leaves, stems and roots, are collected at the two-leaf stage, frozen in liquid nitrogen and then ground in a mortar containing frozen homogenization medium (10 mM Tris-Hcl pH8.0, I mM EDTA pH8, 0.5% sodium Dodecyl
Sulfate). The powder thus obtained is then thawed and extracted twice with an equal volume of a 1: 1 phenol / chloroform mixture. After adding 1/10 volume of a 4M NaCl solution, the aqueous solution is again extracted twice with a 1: 1 phenol / chloroform mixture, and the nucleic acids are precipitated by the addition of two volumes of ethanol.

Les acides nucléiques totaux obtenus sont immédiatement enrichis en ARN poly(A+) par chromatographie sur oligo dT sépharose (19). Après élution et précipitation, les ARN poly(A+) sont resuspendus dans de l'eau, leur quantité est déterminée par absorption à 260 nm, puis ils sont congelés immédiatement jusqu'à utilisation. Une banque d'ADNc totale est synthétisée à partir d'un aliquot de 5ug ARN poly(A+), en utilisant le "cDNA Synthesis System Plus" fourni par Amersham. Les ANDc sont ensuite rendus bout francs avant ligation avec des adaptateurs possédant des bouts 5' sortants CACA qui sont compatibles avec les bouts GTGT produits sur le vecteur de clonage par la digestion avec BstX I (voir Figure 2).Les ADNc sont ensuite préparés selon leur taille par électrophorèse sur gel d'agarose "low gelling temperature" (Sigma, Cat. NO. A 9539), ce qui enlève aussi l'excès d'adaptateurs gênants lors de la ligation. Lors de l'élution du gel d'agarose, les ADNc sont répartis en deux classes selon leur taille : une allant de 0,2 à environ 2 kb, et une représentant les ADNc plus grands que 2 kb. Après quantification, la ligation a été effectuée en présence de quantités stolchiométriques de vecteur pFL61 digéré par Bst XI (après avoir enlevé le petit fragment Bst XI interne) et d'ADNc de taille supérieure à 2kb. Après transformation par électroporation dans E. coli (Souche MR 32), 5 2,0 x 10 clones ont été obtenus.L'ensemble des clones a été réuni pour une préparation d'ADN plasmidique sur gradient cholorure de Césium, après avoir enlevé un aliquot en vue d'amplifications futures.The total nucleic acids obtained are immediately enriched in poly (A +) RNA by chromatography on oligo dT sepharose (19). After elution and precipitation, the poly (A +) RNAs are resuspended in water, their amount is determined by absorption at 260 nm, then they are frozen immediately until use. A total cDNA library is synthesized from an aliquot of 5ug poly RNA (A +), using the "cDNA Synthesis System Plus" supplied by Amersham. The ANDc are then made blunt end before ligation with adapters having 5 'CACA outgoing ends which are compatible with the GTGT ends produced on the cloning vector by digestion with BstX I (see FIG. 2). The cDNAs are then prepared according to their size by electrophoresis on agarose gel "low gelling temperature" (Sigma, Cat. NO. A 9539), which also removes the excess of annoying adapters during ligation. When eluting the agarose gel, the cDNAs are divided into two classes according to their size: one ranging from 0.2 to approximately 2 kb, and one representing the cDNAs larger than 2 kb. After quantification, the ligation was carried out in the presence of stolchiometric amounts of vector pFL61 digested with Bst XI (after removing the small internal Bst XI fragment) and cDNA of size greater than 2 kb. After transformation by electroporation in E. coli (strain MR 32), 5 2.0 × 10 clones were obtained. All the clones were combined for a plasmid DNA preparation on cesium color gradient, after removing a aliquot for future amplifications.

3) Description des souches mutantes de levure utilisées et conditions de
culture.
3) Description of the mutant strains of yeast used and conditions for
culture.

Les souches décrites ci-dessous ont été décrites dans la demandes de brevet en France n" 91 08884. Elles ont été construites à partir d'une souche qui porte le nom W303.1B. Cette souche est haploîde (mating type alpha) et porte comme mutations connues Ura3, Ade 2, His 1,
Trp 1, Leu 2 ; elle respire normalement et est capable d'utiliser le galactose comme source de carbone.
The strains described below were described in French patent application No. 91 08884. They were constructed from a strain which has the name W303.1B. This strain is haploid (mating type alpha) and carries as known mutations Ura3, Ade 2, His 1,
Trp 1, Leu 2; she breathes normally and is able to use galactose as a carbon source.

On reprend ici la construction des souches PES 1-3U et PES 1-3D.  The construction of the PES 1-3U and PES 1-3D strains is repeated here.

Souche PES 1-3U
Cette souche haploïde (mating type alpha) est totalement isogénique à la souche W303.1B, sauf la région promotrice précédant la phase codante de la P450 Réd endogène, qui est modifiée par recombinaison homologue de façon à remplacer le promoteur naturel de la P450 Réd par le promoteur inductible GALlO-CYCI. La procédure utilisée pour obtenir cette souche recombinante est schématisée dans la Figure 3.
PES 1-3U strain
This haploid strain (mating type alpha) is completely isogenic with strain W303.1B, except the promoter region preceding the coding phase of the endogenous P450 Red, which is modified by homologous recombination so as to replace the natural promoter of P450 Red by the inducible promoter GALlO-CYCI. The procedure used to obtain this recombinant strain is shown schematically in Figure 3.

a) La souche W303.1B est transformée (en utilisant la méthode standard au chlorure de lithium) avec un mélange de quatre fragments linéaires d'ADN obtenus après digestion exhaustive du vecteur pGPl-PC par
Eco RI. Le seul fragment susceptible d'entrer en recombinaison avec les séquences naturellement présentes dans la souche, porte outre les bornes de recombinaison -la région 5' non codante de la P450 Réd et la région 5' codant de la P450 Réd- le gène marqueur Ura3 lié au promoteur GAL10-CYC1. Dans un premier temps ont été sélectionnés les marquants Ura +, pour tester l'intégration du marqueur dans le génome de la levure.
a) The strain W303.1B is transformed (using the standard lithium chloride method) with a mixture of four linear fragments of DNA obtained after exhaustive digestion of the vector pGPl-PC with
Eco RI. The only fragment capable of entering into recombination with the sequences naturally present in the strain, carries, in addition to the recombination bounds - the 5 'non-coding region of P450 Red and the 5' region coding of P450 Red - the marker gene Ura3 linked to the promoter GAL10-CYC1. Firstly, the Ura + markers were selected, to test the integration of the marker in the yeast genome.

b) Le deuxième crible consiste en la sélection des transformants Ura obtenus selon leur vitesse de croissance lente par rapport à
W303 l.B en milieu complet glucosé et une croissance identique à W303 1.B en milieu complet galactosé. En effet, un niveau très faible de P450 Réd -qui est sous contrôle du promoteur GAL10-CYC1 après recombinaisonconduit à l'accumulation d'intermédiaires de synthèse de l'ergostérol dans la membrane cellulaire, ce qui a pour conséquence un abaissement considérable de la vitesse de croissance de la cellule. A l'inverse, une expression à haut niveau de la P450 Réd en milieu complet galactosé assurera une biosynthèse correcte de l'ergostérol, et devra présenter les mêmes caractéristiques de croissance que la souche sauvage. Un des clones répondant à ces critères a été choisi et stocké sous le nom de PES 1-3.
b) The second screen consists of the selection of the Ura transformants obtained according to their slow growth rate relative to
W303 lB in complete glucose environment and growth identical to W303 1.B in complete galactose environment. Indeed, a very low level of P450 Red -which is under the control of the promoter GAL10-CYC1 after recombination leads to the accumulation of intermediates for synthesis of ergosterol in the cell membrane, which results in a considerable lowering of the cell growth rate. Conversely, a high level expression of P450 Red in a galactose complete medium will ensure correct biosynthesis of ergosterol, and must have the same growth characteristics as the wild strain. One of the clones meeting these criteria was chosen and stored under the name of PES 1-3.

c) Un révertant spontané du phénotype Ura + en Ura 3 a été sélectionné par une réplique faite sur un milieu contenant de l'uracile et de l'acide 5-fluoro-orotique. Un mutant stable URA- (taux de réversion inférieur à 10-7), indistinguable par tout autre critère de PES 1-3, est stocké sous le nom de PES 1-3U. c) A spontaneous revertant of the Ura + phenotype to Ura 3 was selected by a replica made on a medium containing uracil and 5-fluoro-orotic acid. A stable mutant URA- (reversion rate less than 10-7), indistinguishable by any other criterion of PES 1-3, is stored under the name of PES 1-3U.

d) Les caractéristiques relatives au phénotype recombinant du locus de la P450 Réd sont ensuite testés
i) vérification du phénotype Ura 3 de la souche PES1-3U
ii) amplification par PCR d'une bande de 2,2 kb en utilisant un
premier primer situé à l'extrémité 3' du promoteur GAL10-CYC1
et un second primer situé à l'extrémité 5' du brin non-codant de
la phase codante.
d) The characteristics relating to the recombinant phenotype of the locus of P450 Red are then tested
i) verification of the Ura 3 phenotype of the PES1-3U strain
ii) PCR amplification of a 2.2 kb band using a
first primer located at the 3 'end of the GAL10-CYC1 promoter
and a second primer located at the 5 'end of the non-coding strand of
the coding phase.

iii) test du phétotype kétoconazole R en milieu complet galactosé,
lié à la surexpression de la P450 Réd, par rapport au phétotype
kétoconazole S en milieu complet glucosé.
iii) testing of the ketoconazole R phetotype in a galactose complete medium,
linked to overexpression of P450 Réd, compared to the phetotype
ketoconazole S in a glucose medium.

La souche PES 1-3D
Cette souche est totalement isogénique à la souche PES1-2, à l'exception du locus sexuel qui a été changé en mating type a par la technique du plasmide HO selon la méthode publiée (Methods in
Enzymology, vol 194, pp 132-146, et du locus de la P450 Réd. L'ensemble de la phase codante ainsi qu'une partie des séquences 5' et 3' flanquantes sont éliminés et le gène du marqueur TRP1 est introduit au niveau de la délétion. Une représentation schématique du locus recombine de la P450
Réd endogène est donnée en Figure 4.
PES 1-3D strain
This strain is completely isogenic with the strain PES1-2, with the exception of the sexual locus which has been changed to mating type a by the technique of the plasmid HO according to the published method (Methods in
Enzymology, vol 194, pp 132-146, and the locus of P450 Red. The entire coding phase as well as part of the 5 'and 3' flanking sequences are eliminated and the gene for the TRP1 marker is introduced at the level of the deletion. A schematic representation of the recombinant locus of P450
Red endogenous is given in Figure 4.

Conditions de Culture
Les différentes souches sont cultivées à 28"C sous une agitation modérée (agitateur rotatif à 100rpm) dans un milieu semisynthétique, composé comme suit
- milieu SWA6 : D-glucose 20 g/l (w/v), Yeast nitrogen base (Difco)
0,7% (w/v), Hydrolysat acide de caséine 0,1% (w/v), adénine 40
mg/l, tryptophane 20 mg/l.
Culture Conditions
The different strains are cultured at 28 "C with moderate stirring (rotary shaker at 100 rpm) in a semisynthetic medium, composed as follows
- SWA6 medium: D-glucose 20 g / l (w / v), Yeast nitrogen base (Difco)
0.7% (w / v), 0.1% casein acid hydrolyzate (w / v), adenine 40
mg / l, tryptophan 20 mg / l.

- milieu SWAPS: D-Galactose 20 g/l (w/v), yeast nitrogen base (Difco)
0,7% (w/v), Hydrolysat acide de caséine 0,1% (w/v), adénine 40
mg/l, tryptophane 20 mg/l.
- SWAPS medium: D-Galactose 20 g / l (w / v), yeast nitrogen base (Difco)
0.7% (w / v), 0.1% casein acid hydrolyzate (w / v), adenine 40
mg / l, tryptophan 20 mg / l.

4) Transformation "en vol" de la souche recombinante PES 1-3U
Une condition nécessaire lors de la conception du clonage par complémentation fonctionnelle est l'obtention d'un nombre suffisamment grand de transformants dans la levure de façon à y trouver statistiquement un représentant d'ADNc rares de la banque préalablement enrichie selon la taille des ADNc. or, le taux de P450 Réd endogène présent dans la levure sauvage semble être strictement lié à la bonne transformabilité de cette levure. La surexpression de la P450 Réd endogène (culture de PES 1-3U en milieu galactose) ainsi que des niveaux très faibles ou l'absence de P450
Réd (culture PES 1-3U en milieu glucose ou PES 1-3D en milieu glocose/galactose) baissent de façon considérable la transformabilité de ces souches mutantes.On décrit ici un protocole qui résoud les problèmes de transformation liés à la concentration en P450 Réd : Après une culture de nuit (2 x 107 cellules/ml de la souche PES 1-3U) en milieu galactose permettant la surexpression de la P450 Réd, les cellules sont collectées par centrifugation, lavées et 106 cellules/ml sont replacées en milieu glocose où l'expression du gène de la P450 Réd endogène sous contrôle du promoteur gal 10-cycl est réprimée. La culture est ensuite continuée pendant 5 h (environ 107 cellules/ml), le temps nécessaire pour que le taux initial en P450 Réd retombe à un niveau résiduel correspondant à celui de la souche sauvage. A ce moment, les cellules sont collectées par centrifigation, lavées et utilisées pour la transformation selon la méthode standard chlorure de Lithium, décrite dans la littérature.
4) Transformation "in flight" of the recombinant strain PES 1-3U
A necessary condition during the design of cloning by functional complementation is the obtaining of a sufficiently large number of transformants in yeast so as to statistically find a representative of rare cDNAs from the library previously enriched according to the size of the cDNAs. however, the level of endogenous P450 Red present in wild yeast seems to be strictly linked to the good transformability of this yeast. Overexpression of endogenous P450 Red (PES 1-3U culture in galactose medium) as well as very low levels or absence of P450
Réd (PES 1-3U culture in glucose medium or PES 1-3D in glocose / galactose medium) considerably reduce the transformability of these mutant strains. We describe here a protocol which solves the transformation problems linked to the concentration of P450 Red : After an overnight culture (2 × 107 cells / ml of the PES 1-3U strain) in galactose medium allowing the overexpression of P450 Red, the cells are collected by centrifugation, washed and 106 cells / ml are replaced in glocose medium where the expression of the endogenous P450 Red gene under the control of the gal 10-cycl promoter is suppressed. The culture is then continued for 5 h (approximately 107 cells / ml), the time necessary for the initial level of P450 Red to fall to a residual level corresponding to that of the wild strain. At this time, the cells are collected by centrifugation, washed and used for transformation according to the standard lithium chloride method, described in the literature.

Après transformation, les cellules sont maintenues en milieu glucosé, ce qui fait tomber à zéro le taux de P450 Réductase endogène présent dans les cellules au moment de la transformation. Ensuite, on procède à la complémentation fonctionnelle ci-après décrite.  After transformation, the cells are maintained in a glucose medium, which brings the level of endogenous P450 Reductase present in the cells at the time of transformation to zero. Then, the functional complementing described below is carried out.

5) Complémentation fonctionnelle dans les souches PES l-3U et PES 1-3D
Après transformation de la souche PES l-3U avec 10 ug de la banque d'ADNc dans le vecteur pFL61 selon la procédure décrite ci-dessus, les cellules sont étalées sur 20 boîtes Ura , pour sélectionner dans un premier temps pour la présence d'ADN plasmidique dans les levures transformées, le gène Ura3 présent sur le vecteur de clonage permettant de complémenter le phénotype Ura de la cellule récipiente.Environ 2 x transformants initiaux sont ainsi obtenus, répartis en deux pools et ensuite étalés en deux séries indépendantes en double sélection sur des boîtes uraet comprenant 0, 5, 10, 20 ou 50 ug/ml de kétoconazole pour tester la présence d'une activité P450 Réd dans les transformants initiaux. 52 clones de transformants indépendants secondaires, pouvant complémenter le phénotype Ura et pouvant pousser en présence de 10 ou 20 ug/ml de kétoconazole ont été isolés et resélectionnés sur milieu SWA-6/kétoconazole 10 ug/ml. 24 clones ont été choisis au hasard pour des minipréparations d'ADN plasmidique selon des méthodes standard, qui sont ensuite utilisées pour transformer une souche d'E. coli (DH5-1).Les clones résistants à l'ampicilline (gène bla porté par le vecteur pFL61) ont été sélectionnés et leur ADN plasmidique analysé par double digestion Bam
HI/Hind III après amplification. Selon leur profil de restriction (représentation schématique en Figure 5), les 24 clones ont été répartis en 5 classes différentes. La taille des inserts a été estimée être comprise entre 2 et 3kb, ce qui correspond à la taille attendue après le pré-fractionnement.
5) Functional complementation in the PES l-3U and PES 1-3D strains
After transformation of the PES l-3U strain with 10 μg of the cDNA library in the vector pFL61 according to the procedure described above, the cells are spread on 20 Ura dishes, in order to initially select for the presence of Plasmid DNA in transformed yeasts, the Ura3 gene present on the cloning vector making it possible to complement the Ura phenotype of the recipient cell. Approximately 2 x initial transformants are thus obtained, distributed in two pools and then spread out in two independent series in double selection on uraet dishes comprising 0, 5, 10, 20 or 50 ug / ml of ketoconazole to test for the presence of P450 Red activity in the initial transformants. 52 clones of independent secondary transformants, which can complement the Ura phenotype and which can grow in the presence of 10 or 20 μg / ml of ketoconazole were isolated and reselected on SWA-6 / ketoconazole medium 10 μg / ml. 24 clones were randomly selected for mini-preparations of plasmid DNA according to standard methods, which are then used to transform a strain of E. coli (DH5-1). The clones resistant to ampicillin (bla gene carried by the vector pFL61) were selected and their plasmid DNA analyzed by double Bam digestion.
HI / Hind III after amplification. According to their restriction profile (schematic representation in Figure 5), the 24 clones were divided into 5 different classes. The size of the inserts has been estimated to be between 2 and 3 kb, which corresponds to the size expected after the pre-fractionation.

Afin d'étudier le caractère héréditaire du phénotype conféré par 1'ADN végétal transformé, 4 membres de chaque classe établie sur la base du profil de restriction ont été choisis au hasard pour la transformation de la souche PESl-3D, dans laquelle le gène de la P450 Réd a été disrupté. Après transformation de 10 ug d'ADN plasmidique provenant des quatre membres différents des classes A, B, C, D et E dans la souche
PES1-3D, les cellules sont étalées sur une série de 4 boîtes SWA6/agarose contenant 0, 20, 40 ou 80 ug/ml de kétoconazole. Les transformants issus des classes A, B, C et E ont montré une résistance au kétoconazole jusqu'à 40 ug/ml, un niveau comparable àm celui de la souche PES1-3 cultivée en milieu SW A5 (réductase endogène exprimée).Les transformants issus de la classe D ont été incapables de pousser en présence de kétoconazole et ont été abandonnés.
In order to study the hereditary character of the phenotype conferred by the transformed plant DNA, 4 members of each class established on the basis of the restriction profile were randomly chosen for the transformation of the PES1-3D strain, in which the gene for the P450 Red has been disrupted. After transformation of 10 μg of plasmid DNA from the four different members of classes A, B, C, D and E into the strain
PES1-3D, the cells are spread on a series of 4 SWA6 / agarose dishes containing 0, 20, 40 or 80 ug / ml of ketoconazole. The transformants from classes A, B, C and E showed resistance to ketoconazole up to 40 ug / ml, a level comparable to that of the strain PES1-3 cultivated in SW A5 medium (endogenous reductase expressed). from class D were unable to grow in the presence of ketoconazole and were abandoned.

6) Dosage enzymatique de l'activité P450 Réd dans la fraction microso
male provenant des 4 classes de transformants de PES 1-3D résistants au
kétoconazole
Les cultures (250 ml) de PS1-3U, transformées par les classes
A, B, C et E sont arrêtées lorsqueola densité cellulaire est de é,5 x 107 cellules/ml. Après centrifugation 5 min à 2500 g, le culot cellulaire est suspendu dans 35 ml de tampon 50 mM Tris-HCl pH 7,4,5 mM EDTA, 100 mM KC1, 20 mM bêta-mercaptoéthanol, incubé à 20"C pendant 10 min, puis recentrifugé à 10000 g pendant 3 min.Après lavage dans 35 ml de tampon de casse (50 mM Tris-CHl ph7,4,1 m EDTA, 0,6 M Sorbitol), le culot est resuspendu dans un volume de tampon de casse égal à celui du culot, puis sont ajoutées des billes de verre (Braun, diamètre 0,45-0,5 mm) en une quantité juste suffisante pour affleurer la surface de la suspension cellulaire. Les tubes sont fermés hermétiquement et secoués violemment sur agitateur horizontal à une vitesse de 3 coups par seconde durant le temps nécessaire pour que plus de 70% des cellules soient cassées. 3 ml de tampon de casse sont alors ajoutés au mélange, les tubes sont vortexes brièvement puis le liquide présent entre les billes est transféré dans un autre tube. L'extraction est répétée deux fois avec 3 ml de tampon de casse, et les surnageants sont transférés dans le même tube. L'ensemble des extraits est centrifugé 15 min à 10000 g. Le surnageant est transféré dans un autre tube et le volume est ajusté à 10 ml avec du tampon de casse.
6) Enzymatic determination of the P450 Red activity in the microso fraction
male from the 4 classes of PES 1-3D transformants resistant to
ketoconazole
Cultures (250 ml) of PS1-3U, transformed by classes
A, B, C and E are stopped when the cell density is 5 × 10 7 cells / ml. After centrifugation for 5 min at 2500 g, the cell pellet is suspended in 35 ml of 50 mM Tris-HCl buffer pH 7.4.5 mM EDTA, 100 mM KC1, 20 mM beta-mercaptoethanol, incubated at 20 "C for 10 min , then recentrifuged at 10,000 g for 3 min. After washing in 35 ml of breakage buffer (50 mM Tris-CHl ph7.4.1 m EDTA, 0.6 M Sorbitol), the pellet is resuspended in one volume of buffer breaks equal to that of the pellet, then glass beads (Braun, diameter 0.45-0.5 mm) are added in an amount just sufficient to level the surface of the cell suspension. The tubes are tightly closed and violently shaken on horizontal agitator at a speed of 3 strokes per second for the time necessary for more than 70% of the cells to be broken. 3 ml of breakage buffer are then added to the mixture, the tubes are briefly vortexed then the liquid present between the beads is transferred to another tube. The extraction is repeated twice with 3 ml of case buffer, and the supernatants are transferred to the same tube. All the extracts are centrifuged for 15 min at 10,000 g. The supernatant is transferred to another tube and the volume is adjusted to 10 ml with case buffer.

Trois cents microlitres d'une solution de NaCI 4M sont ajoutés, puis 3,5 ml d'une solution à 40% (w/v) polyéthylène glycol-4000. Après incubation de 15 min à 0 C et centrifugation à 10 min à 10000 g, le surnageant est soigneusement écarté sans perturber le culot (qui contient les microsomes), puis on rince tube et culot avec un faible volume de tampon de reprise (50 mMTris-HCl pH 7,4 1 mM EDTA, 20% glycérol) afin d'éliminer les traces de polyéthylène glycol. Le culot ainsi obtenu est resuspendu et homogénéisé dans 1 ml de tampon de reprise, puis la suspension est aliquotée par 200 ul pour conservation à -80 C. Three hundred microliters of a 4M NaCl solution are added, then 3.5 ml of a 40% solution (w / v) polyethylene glycol-4000. After incubation for 15 min at 0 C and centrifugation at 10 min at 10,000 g, the supernatant is carefully discarded without disturbing the pellet (which contains the microsomes), then the tube and pellet are rinsed with a small volume of recovery buffer (50 mMTris -HCl pH 7.4 1 mM EDTA, 20% glycerol) in order to remove traces of polyethylene glycol. The pellet thus obtained is resuspended and homogenized in 1 ml of recovery buffer, then the suspension is aliquoted by 200 μl for storage at -80 C.

L'activité de la P450 Réd contenue dans la fraction microsomale est mesurée par une cinétique de réduction d'un sustrat non-physiologique, le cytochrome c de coeur de cheval (Sigma type vr). Le mélange réactionnel contient dans 1 ml de volume final : 2 à 10 ul d'une solution diluée 30 fois de microsomes, 10 pM cytochrome c, 100 ug/ml
NADPH dissous dans 50 mM Tris-HCl pH7,4, lmM EDTA. L'activité est calculée en utilisant un coefficient différentiel de 21 mM 1 à 550 nm. Une unité d'activité P450 Réd est définie comme la quantité d'enzyme nécessaire à la réduction de 1 nmole de cytochrome c/min à 200C.
The activity of P450 Red contained in the microsomal fraction is measured by reduction kinetics of a non-physiological substrate, horse heart cytochrome c (Sigma type vr). The reaction mixture contains in 1 ml of final volume: 2 to 10 μl of a 30-fold diluted solution of microsomes, 10 μM cytochrome c, 100 μg / ml
NADPH dissolved in 50 mM Tris-HCl pH 7.4, 1 mM EDTA. The activity is calculated using a differential coefficient of 21 mM 1 at 550 nm. One P450 Red activity unit is defined as the quantity of enzyme necessary for the reduction of 1 nmole of cytochrome c / min to 200C.

L'activité est rapportée à la quantité totale de protéines microsomales présents dans la réaction qui a été préalablement déterminée par le test
BCA de PIERCE.
The activity is related to the total amount of microsomal proteins present in the reaction which has been previously determined by the test
BCA of PIERCE.

Les activités obtenues sont montrées dans la Figure 6 : tous les clones obtenus par complémentation fonctionnelle expriment une activité de type P450 Réd au moins 3 fois supérieure au bruit de fond mesuré dans la souche déficiente en P450 Réd, transformée avec un vecteur vide. Le clone B ayant montré le même phénotype de résistance au kétoconazole que les clones A, C et E, il faut en conclure qu'environ un tiers de l'activité P450 Réd mesuré dans la souche sauvage est suffisant pour établir ce phétotype dans la souche déficiente après transformation. The activities obtained are shown in FIG. 6: all the clones obtained by functional complementation express an activity of P450 Red type at least 3 times greater than the background noise measured in the strain deficient in P450 Red, transformed with an empty vector. Clone B having shown the same phenotype of resistance to ketoconazole as clones A, C and E, it must be concluded that approximately one third of the P450 Red activity measured in the wild strain is sufficient to establish this phetotype in the strain deficient after transformation.

7) Détermination de la séquence nucléotidique des inserts d'ADNc dans le
vecteur pFL61 isolés à partir des 4 classes de transformants de PES
1-3D résistants au kétoconazole.
7) Determination of the nucleotide sequence of the cDNA inserts in the
vector pFL61 isolated from the 4 classes of PES transformants
1-3D resistant to ketoconazole.

Un clone de chaque classe (A, B, C, E), qui auparavant était résistant au kétoconazole et montrait aussi une activité significative de
P450 Réd, a été choisi au hasard et I'ADN plasmidique a été préparé à partir d'une miniculture par des méthodes standard. Les fragments correspondant aux ADNc végétaux insérés ont été purifiés par élution de gel d'agarose après digestion du vecteur avec Not I. Les fragments ainsi obtenus sont ensuite sous-clonés dans le vecteur pUC19/NotI, linéarisé par
Note. Ce vecteur est dérivé du vecteur standard pUCl9 et caractérisé par les modifications suivantes: Un site NotI unique est créé par la ligation de linkers NotI au vecteur pUCl9 linéarisé en Hindi dans le polylinker, suivi de la recirculation.Le vecteur ainsi obtenu est ensuite linéarisé en EcoRI, les bouts 5' sortants sont rendus francs pr la Klenow polymérase, puis ensuite religés, ce qui rétablit la phase ouverte dans le gène LacZ. Ainsi ce vecteur permet un double criblage après transformation dans une cellule hôte les colonies blanches poussant sur un milieu complémenté
Ampicilline X-Gal et IPTG contiennent le vecteur (le gène de la résistance à l'ampicilline est porté par le plasmide) dont la phase ouverte du gène
LacZ a été détruite par l'insertion d'un fragment d'ADN au niveau du polylinker (p. ex. site NotI). Après transformation, les transformants obtenus pour chaque classe sont testés sur la présence d'ADNc inséré par restriction enzymatique, puis sont ensuite utilisés pour le séquençage.
One clone of each class (A, B, C, E), which previously was resistant to ketoconazole and also showed significant activity of
P450 Réd, was chosen at random and the plasmid DNA was prepared from a miniculture by standard methods. The fragments corresponding to the inserted plant cDNAs were purified by elution of agarose gel after digestion of the vector with Not I. The fragments thus obtained are then subcloned into the vector pUC19 / NotI, linearized by
Note. This vector is derived from the standard vector pUCl9 and characterized by the following modifications: A unique NotI site is created by ligation of NotI linkers to the vector pUCl9 linearized in Hindi in the polylinker, followed by recirculation. The vector thus obtained is then linearized in EcoRI, the outgoing 5 ′ ends are made blunt for the Klenow polymerase, then subsequently religated, which restores the open phase in the LacZ gene. Thus, this vector allows a double screening after transformation in a host cell of the white colonies growing on a complemented medium.
Ampicillin X-Gal and IPTG contain the vector (the ampicillin resistance gene is carried by the plasmid) whose open phase of the gene
LacZ was destroyed by inserting a DNA fragment at the polylinker (eg NotI site). After transformation, the transformants obtained for each class are tested for the presence of cDNA inserted by enzymatic restriction, then are then used for sequencing.

La séquence nucléotidique de l'insert entier d'un représentant de chaque classe (A, B, C, E) a été déterminé par séquençage sur ADN double-brin selon une méthode de Sanger modifiée en utilisant la T7 polymérase fournie pr BRL, exactement dans les conditions décrites par le fournisseur. Partant des primers universels situés en 5' et 3' du site d'insertion sur les deux brins du vecteur, la séquence complète a été obtenue par progression graduelle en utilisant des oligonucléotides séquence-spécifiques, dérivés de la partie 5' des séquences nouvellement lues sur les deux brins. La région codante des clones A, C et E étant identique, le séquençage de l'insert complet a été poursuivi avec les clones
B et C.La séquence nucléotidique comprenant les régions 5' et 3' flanquantes et la région codante entière à partir du premier ATG suivi de la phase de lecture ouverte pour les clones B et C est donnée dans les
Figures 9 et 10. La numérotation des acides nucléiques est donnée dans la colonne de droite, la numérotation des acides aminés est indiquée en dessous des acides aminés Concernant les séquences décrites dans les
Figures 9 et 10, plusieurs remarques peuvent être faites
a) Malgré une homologie relativement faible de l'ordre de 36% avec des séquences de P450 Réd connues de levure (21) ou de l'homme (22) au niveau acides aminés déduits, l'identification des séquences d'ADNc isolées sur des critères de fonctionnalité comme étant P450 Réd a été aidée par l'existence de blocs de forte conservation dans tous les domaines fonctionnels auparavant décrits pour les eukaryotes supérieurs à l'exception des plantes.
The nucleotide sequence of the entire insert of a representative of each class (A, B, C, E) was determined by sequencing on double-stranded DNA according to a modified Sanger method using the T7 polymerase supplied by BRL, exactly under the conditions described by the supplier. Starting from the universal primers located 5 'and 3' from the insertion site on the two strands of the vector, the complete sequence was obtained by gradual progression using sequence-specific oligonucleotides, derived from the 5 'part of the newly read sequences. on both strands. The coding region of clones A, C and E being identical, the sequencing of the complete insert was continued with the clones
B and C. The nucleotide sequence comprising the 5 'and 3' flanking regions and the entire coding region from the first ATG followed by the open reading phase for the clones B and C is given in the
Figures 9 and 10. The numbering of the nucleic acids is given in the right column, the numbering of the amino acids is indicated below the amino acids Concerning the sequences described in the
Figures 9 and 10, several remarks can be made
a) Despite a relatively low homology of the order of 36% with P450 Red sequences known from yeast (21) or from man (22) at the deduced amino acid level, the identification of the cDNA sequences isolated from functionality criteria such as P450 Red has been helped by the existence of high conservation blocks in all the functional areas previously described for higher eukaryotes except plants.

Ces domaines ont été identifiés sur la base de comparaison des séquences de P450 Réd connues avec celles d'autres flavoprotéines ainsi que sur la base de modifications chimiques des P450 Réd. These domains have been identified on the basis of comparison of known P450 Red sequences with those of other flavoproteins as well as on the basis of chemical modifications of P450 Red.

(24) Haniu, M., Iyanagi, T., Legesse, K., et Shively, J.E. 1984 J. Biol. Chem.(24) Haniu, M., Iyanagi, T., Legesse, K., and Shively, J.E. 1984 J. Biol. Chem.

259,pp 13703-13711 (25) Porter, T.D., et Kasper, C.B. 1986 Biochemistry 25, pp 1682-1687 (26) Porter, C.D. et Kasper, C.B. 1985 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82, pp
973-977 (27) Katagiri, M., Murakami, H., Yabusaki, Y., Sugiyama, T., Okamoto, M.,
Yanano, T. et Ohkawa, H. 1986, J. Biochemistry 100, pp 945-954 (28) Vogel, F. et Lumper, L. 1986, Biochem. J. 236, pp 871-878
Les localisations des sites de fixation du FMN (A1/A2) du FAD (B1/B2) et du NADPH (C) pour les P450 Réd végétales sont obtenus par comparaison à l'alignement selon Yabusaki et al, 1988 (21) et sont indiqués par crochets dans la Figure 12.
259, pp 13703-13711 (25) Porter, TD, and Kasper, CB 1986 Biochemistry 25, pp 1682-1687 (26) Porter, CD and Kasper, CB 1985 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82, pp
973-977 (27) Katagiri, M., Murakami, H., Yabusaki, Y., Sugiyama, T., Okamoto, M.,
Yanano, T. and Ohkawa, H. 1986, J. Biochemistry 100, pp 945-954 (28) Vogel, F. and Lumper, L. 1986, Biochem. J. 236, pp 871-878
The locations of the binding sites of the FMN (A1 / A2) of the FAD (B1 / B2) and of the NADPH (C) for the plant P450 Reds are obtained by comparison with the alignment according to Yabusaki et al, 1988 (21) and are indicated by square brackets in Figure 12.

b) Les séquences en acides aminés déduits des clones AraB et
AraC ne montrent que 64% de conservation stricte entre elles-mêmes bien qu'ayant été criblées sur une fonction identique et provenant du même organisme. De plus, les deux ADNc clones montrent un pattern d'hybridation différent dans un southern génomique, suggérant qu'elles sont des produits de transcription de deux gènes bien distincts, présents en copie simple à des endroits différents dans le génôme d'Arabidopsis.
b) The amino acid sequences deduced from the AraB clones and
AraC show only 64% of strict conservation between themselves although having been screened on an identical function and coming from the same organism. In addition, the two cloned cDNAs show a different hybridization pattern in a southern genomic, suggesting that they are transcripts of two very distinct genes, present in simple copy at different locations in the Arabidopsis genome.

Ceci est une indication très forte que les deux ADNc proviennent de gènes indépendants, et qu'il existe une pression sélective pour le maintien de deux protéines à fonction identique. Cette observation est renforcée par la différence de la troisième base du codon sur les acides aminés identiques (Figure 8): le choix de la troisième base est très proche de la distribution au hasard et largement inférieur au cas de gènes qui ont divergé il y a 300 millions d'années (Figure 8, colonnes 8 et 9).  This is a very strong indication that the two cDNAs come from independent genes, and that there is selective pressure to maintain two proteins with identical function. This observation is reinforced by the difference of the third base of the codon on identical amino acids (Figure 8): the choice of the third base is very close to the random distribution and much less than in the case of genes which diverged there are 300 million years (Figure 8, columns 8 and 9).

c) Du côté N-terminal, le clone B contient une extension significative de 25 acides aminés (soit 75 nucléotides), comprenant notamment un bloc de 7 sérines qui suit immédiatement le premier ATG. c) On the N-terminal side, clone B contains a significant extension of 25 amino acids (ie 75 nucleotides), comprising in particular a block of 7 serines which immediately follows the first ATG.

d) En utilisant l'algorithme de Kyte et Doolittle pour le calcul de l'index d'hydropathie, on peut déceler dans les deux séquences ARaB et
AraC, un segment très hydrophobe dans la région NH2- terminale des deux protéines, composé d'une suite d'au moins vingt acides aminés hydrophobes.
d) Using the algorithm of Kyte and Doolittle for the calculation of the hydropathy index, one can detect in the two sequences ARaB and
AraC, a very hydrophobic segment in the NH2-terminal region of the two proteins, composed of a sequence of at least twenty hydrophobic amino acids.

Ceci est un signal typique d'une protéines localisée dans le réticulum endoplasmique et a également été -décrit dans tous les P450 connus à ce jour.This is a typical signal from a protein located in the endoplasmic reticulum and has also been described in all P450s known to date.

e) En utilisant le programme ISOELECTRIC fourni par
Wisconsin GCG Software Package, la charge nete calculée des protéines putatives AraB et AraC déduits des séquences nucléotidiques, montre une différence très nette à pH physiologique (7,5): AraB est très proche de la
P450 Réd humaine en termes de charge nette, AraC étant beaucoup plus acide. Ceci est une forte indication pour une interaction des deux P450
Réd d'Arabidopsis avec des classes de P450 distinctes et/ou une localisation subcellulaire différente, qui explique bien la pression sélective sur la maintenance des deux P450 Réd chez Arabidopsis.
e) Using the ISOELECTRIC program provided by
Wisconsin GCG Software Package, the calculated net charge of putative proteins AraB and AraC deduced from nucleotide sequences, shows a very clear difference at physiological pH (7.5): AraB is very close to the
P450 Red human in terms of net charge, AraC being much more acidic. This is a strong indication for an interaction of the two P450s.
Réd of Arabidopsis with distinct P450 classes and / or a different subcellular localization, which explains well the selective pressure on the maintenance of the two P450 Réd in Arabidopsis.

8) Utilisation des ADNc de P450 Réd d'Arabidopsis pour le clonage d'autres
P450 Réd végétales par cross-hybridation inter-espèces.
8) Use of Arabidopsis P450 Red cDNAs for the Cloning of Others
P450 Reduced plants by cross-species hybridization.

Tenant compte du faible degré de conservation entre les P450
Réd eucaryotes connues (levure, rat, lapin, porc, truite, homme), il est aisément compréhensible que toutes les tentatives d'utiliser des sondes de
P450 Réd connues pour isoler une P450 Réd par crosshybridation étaient vouées à l'échec. Les premières ADNc de P450 Réd végétale ont été utilisées pour le criblage d'une banque d'ADNc de topinambour sous conditions de stringence réduite pour tenir compte des variations inter-espèces.
Taking into account the low degree of conservation between the P450s
Reduced known eukaryotes (yeast, rat, rabbit, pig, trout, man), it is easily understandable that all attempts to use probes
P450 Réd known to isolate a P450 Réd by crosshybridization were doomed to failure. The first plant P450 Red cDNAs were used for the screening of a Jerusalem artichoke cDNA library under conditions of reduced stringency to take account of inter-species variations.

Des morceaux de nodules de topinambour qui ont été maintenus dans de l'eau à 4"C pendant 24h pour induire la synthèse d'ARNm de P450 Réd (12), ont servi comme matériel végétal pour préparer de l'ARNm total de topinambour selon des procédures standard. Une banque d'ADNc total de topinambour dans le phage lambda gt 10 a été obtenue selon la méthode d'OKAYAMA et BERK (13).Environ 20 000 pfu sont ensemencés par boîte petri contenant du milieu LB solide et ensuite transférés sur filtre nitrocellulose (Schleicher and Schuell, BA85). 400 000 pfu de la banque d'ADNc de topinambour sont criblés avec 500 ng d'ADNc purifié AraB, marqué à haute spécificité par random priming, selon les méthodes standard, mais à 50"C au lieu de 65"C pour tenir compte des divergences dans la séquence pour une protéine identique dans différentes espèces végétales. Les filtres sont/ ensuite lavés dans les conditions de stringence croissante jusqu'à disparition du signal d'hybridation nonspécifique. Pieces of Jerusalem artichoke nodules which were kept in water at 4 "C for 24 hours to induce the synthesis of P450 Red mRNA (12), were used as plant material to prepare total Jerusalem artichoke mRNA according to standard procedures. A total Jerusalem artichoke cDNA library in phage lambda gt 10 was obtained according to the method of OKAYAMA and BERK (13). About 20,000 pfu are seeded per petri dish containing solid LB medium and then transferred on nitrocellulose filter (Schleicher and Schuell, BA85). 400,000 pfu from the Jerusalem artichoke cDNA library are screened with 500 ng of purified AraB cDNA, marked with high specificity by random priming, according to standard methods, but at 50 " C instead of 65 "C to take account of the divergences in the sequence for an identical protein in different plant species. The filters are / then washed under conditions of increasing stringency until disappearance of the hybridization signal not specific.

Plus précisément, les conditions d'hybridation permettant de détecter des séquences d'ADNc codant pour une protéine identique dans différentes espèces végétales sont les suivantes : Un lot de 10 filtres nitrocellulose est préhybridé à 50"C dans un four à hybridation dans une boîte tupperware fermée hermétiquement contenant 100 ml de solution de préhybridation sur un agitateur rotatif. La solution de préhybridation qui a été préalablement maintenue à 50"C contient par 100 ml : 10 ml 50x
Denhardt's, 25 ml 20x SSPE, 5 ml 10% Sarcosyl, 0,5 ml ADN de sperme de saumon à 10 mg/ml dénaturé, 59,5 ml eau. La composition des ingrédients est tout à fait standard et décrite dans des livres de référence (24).La durée de préhybridation est de 2 heures minimum. La solution de préhybridation est ensuite éliminée et remplacée par le même volume de solution d'hybridation également préchauffée à 50"C. Cette solution est identique à la solution de préhybridation à l'exception de 1'ADN de sperme de saumon qui a été remplacée par 2,5 ug de sonde spécifique marquée radio activement par random priming, puis dénaturée par chauffage juste avant de l'ajouter à la solution d'hybridation. La durée d'hybridation est de 16 heures à 50"C sous agitation, puis on procède aux lavages : Le tampon d'hybridation est éliminé et remplacé par 200 ml d'une solution de lavage contenant lxSSPE, 0,1% SDS, 0,2% pyrophosphate et on laisse agiter à température ambiante pendant 20 minutes.On élimine cette solution, on la remplace par 200 ml de la même solution préchauffée à 50"C et on laisse agiter à 50"C pendant 20 minutes. Cette dernière étape est répétée au moins une fois, puis on égoutte les filtres, on enlève le liquide restant sur des feuilles de papier Whatman puis on scelle les filtres humides mais pas sèches dans un sac en plastique pour exposition.
More specifically, the hybridization conditions making it possible to detect cDNA sequences coding for an identical protein in different plant species are as follows: A batch of 10 nitrocellulose filters is prehybridized at 50 "C in a hybridization oven in a tupperware box hermetically sealed containing 100 ml of prehybridization solution on a rotary shaker. The prehybridization solution which was previously kept at 50 "C contains per 100 ml: 10 ml 50x
Denhardt's, 25 ml 20x SSPE, 5 ml 10% Sarcosyl, 0.5 ml DNA of sperm of salmon at 10 mg / ml denatured, 59.5 ml water. The composition of the ingredients is completely standard and described in reference books (24). The prehybridization time is 2 hours minimum. The prehybridization solution is then eliminated and replaced by the same volume of hybridization solution also preheated to 50 "C. This solution is identical to the prehybridization solution with the exception of the salmon sperm DNA which has been replaced with 2.5 µg of radioactive specific probe actively randomized, then denatured by heating just before adding it to the hybridization solution. The hybridization time is 16 hours at 50 "C with stirring, then Washes: The hybridization buffer is eliminated and replaced with 200 ml of a washing solution containing lxSSPE, 0.1% SDS, 0.2% pyrophosphate and the mixture is left to stir at room temperature for 20 minutes. solution, it is replaced by 200 ml of the same solution preheated to 50 "C and left to stir at 50" C for 20 minutes. This last step is repeated at least once, then the filters are drained, the remaining liquid is removed on sheets of Whatman paper and then the wet but not dry filters are sealed in a plastic bag for exposure.

Les colonies qui avaient hybridé spécifiquement avec la sonde
AraB, ont été mis en évidence par exposition en présence d'un écran "Chronex Lightening Plus" (Dupont), puis sont soumis à 2 tours supplémentaires d'hybridation. Les clones positifs après 3 tours d'hybridation ont été utilisés pour des minipréparations d'ADN et identifiés par analyse du profil de restriction. Des fragments de restriction choisis ont été purifiés par électrophorèse agarose LMT (low melting temperature), puis ligés dans le bactériophage M13mpl8.L'ADN phagique simple brin a été isole à partir de cultures de bactéries infectées, par précipitation au polyéhylène glycol, digestion à la protéinase K, extraction phénolique puis précipitation à l'éthanol. La séquence nucléotidique de 1'ADN simple brin a été déterminée par la méthode de Sanger (20) en utilisant la T7 polymérase fournie par
BRL dans les conditions indiquées par le fournisseur. Partant du primer universel, la séquence complète a été obtenue par progression graduelle en utilisant des oligonucléotides séquence-spécifiques, dérivés de la partie 5' des séquences nouvellement lues sur les deux brins. La séquence d'un clone choisi au hasard qui a été positif après 3 tours d'hybridation avec une sonde de P450 Réd d'Arabidopsis dans les conditioins décrites ci-dessus, est montrée en Figure 11. Plusieurs commentaires peuvent être faits
a) Bien que le clone séquencé ne soit pas complet dans l'extrémité NH2 terminale de la protéine, l'ADNc de topinambour isolé par cross-hybridation avec un ADNc de P450 Réd d'Arabidopsis est irrévocablement identifié comme étant celui d'une P450 Réd de- topinambour, puisqu'il présente 69 respectivement i3% d'homologie au niveau des acides aminés avec les 2 P450 Réd végétales identifiées auparavant (Figures 6 et 10).
Colonies that had specifically hybridized with the probe
AraB, have been highlighted by exposure in the presence of a "Chronex Lightening Plus" screen (Dupont), then are subjected to 2 additional rounds of hybridization. The positive clones after 3 rounds of hybridization were used for DNA mini-preparations and identified by analysis of the restriction profile. Selected restriction fragments were purified by LMT (low melting temperature) agarose electrophoresis, then ligated into the bacteriophage M13mpl8. The single-stranded phage DNA was isolated from cultures of infected bacteria, by precipitation with polyhylene glycol, digestion with proteinase K, phenolic extraction then precipitation with ethanol. The nucleotide sequence of single-stranded DNA was determined by Sanger's method (20) using T7 polymerase supplied by
BRL under the conditions indicated by the supplier. Starting from the universal primer, the complete sequence was obtained by gradual progression using sequence-specific oligonucleotides, derived from the 5 'part of the newly read sequences on the two strands. The sequence of a randomly selected clone which was positive after 3 rounds of hybridization with a P450 Red probe from Arabidopsis in the conditions described above, is shown in Figure 11. Several comments can be made
a) Although the sequenced clone is not complete in the NH2 terminal end of the protein, the Jerusalem artichoke cDNA isolated by cross-hybridization with a cDNA of Arabidopsis P450 Red is irrevocably identified as that of a P450 Red of Jerusalem artichoke, since it presents 69 respectively i3% homology in terms of amino acids with the 2 vegetable Red P450 previously identified (Figures 6 and 10).

b) Un alignement de la séquence des acides aminés de I P450 putative de topinambour avec les P450 Réd d'Arabidopsis montre une conservation particulière dans les domaines fonctionnels auparavant décrits pour les eukaryotes supérieurs à l'exception des plantes (Yabusaki et al, 1988). b) Alignment of the amino acid sequence of the putative Jerusalem artichoke P450 with the Arabidopsis P450 Red shows a particular conservation in the functional areas previously described for higher eukaryotes with the exception of plants (Yabusaki et al, 1988) .

c) L'ADNc de la P450 Réd de Topinambour montre une homologie significatiement supérieure avec la forme d'AraC (73%) qu'avec la forme AraB (69%), ce qui laisse supposer l'existence de plusieurs gènes indépendants chez le topinambour, contrairement à ce qui a été rapporté dans la littérature pour les P450 Réd de mammifères. c) The P450 Red cDNA from Topinambour shows a significantly higher homology with the AraC form (73%) than with the AraB form (69%), which suggests the existence of several independent genes in the Jerusalem artichoke, unlike what has been reported in the literature for mammalian P450 Red.

d) Compte tenu de la faible homologie de la P450 Réd de topinambour avec les P450 Réd connues de la littérature, il n'est pas possible d'isoler cet ADNc à l'aide de séquences d'ADNc de P450 Réd déjà connues de la littérature.  d) In view of the poor homology of Jerusalem artichoke P450 Red with the P450 Reds known from the literature, it is not possible to isolate this cDNA using cDNA sequences of P450 Red already known from the literature.

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Claims (12)

REVENDICATIONS 1. Procédé de clonage d'une séquence d'ADN codant pour une 1. Method for cloning a DNA sequence coding for a NADPH Cytochrome P450 Réductase d'un organisme, notamment de plantes, caractérisé en ce queNADPH Cytochrome P450 Reductase of an organism, especially of plants, characterized in that 1- On soumet une souche de levure transformée avec des plasmides 1- We submit a yeast strain transformed with plasmids d'une banque d'ADNc total dudit organisme, notamment de ladite a bank of total cDNA of said organism, in particular of said plante, et ayant un phénotype de déficience en activité plant, and having an activity deficiency phenotype NADPH-Cytochrome P450 Réductase endogène, à un traitement Endogenous NADPH-Cytochrome P450 Reductase, for treatment avec un inhibiteur de cytochrome P450 à une dose qui rend with a cytochrome P450 inhibitor at a dose that makes léthale l'absence d'activité NADPH Cytochrome P450 Réductase lethal lack of activity NADPH Cytochrome P450 Reductase endogène, puis endogenous then 2- On récupère les clones survivants et on en extrait les plasmides 2- The surviving clones are recovered and the plasmids are extracted therefrom permettant l'expression d'une activité NADPHCytochrome P450 allowing the expression of a NADPHCytochrome P450 activity Réductase qui correspond à la NADPHCytochrome P450 Reductase which corresponds to NADPHCytochrome P450 Réductase dudit organisme, notamment de ladite plante. Reductase of said organism, in particular of said plant. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le gène de la NADPH Cytochrome P450 Réductase endogène de levure est mis sous le contrôle d'un promoteur inductible et à l'étape 1, on réalise successivement les sous-étapes suivantes  2. Method according to claim 1 characterized in that the endogenous yeast NADPH Cytochrome P450 Reductase gene is placed under the control of an inducible promoter and in step 1, the following substeps are carried out successively l-a) On transforme une souche de levure avec des plasmides d'une l-a) A yeast strain is transformed with plasmids of a banque d'ADNc total dudit organisme, notamment de ladite bank of total cDNA of said organism, in particular of said plante, puis plant then l-b) On induit la déficience en activité NADPH-Cytochrome P450 l-b) NADPH-Cytochrome P450 activity deficiency is induced Réductase endogène en inactivant ledit promoteur, et Endogenous reductase by inactivating said promoter, and l-c) On soumet ladite souche à un traitement avec ladite dose l-c) Subjecting said strain to treatment with said dose d'inhibiteur de cytochrome P450. cytochrome P450 inhibitor. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que, à l'aide des plasmides récupérés à l'étape 2, on transforme une souche de levure dans laquelle le gène de la NADPH cytochrome P450 Réductase endogène a été délété et on réitère un traitement avec in inhibiteur de cytochrome P450 à une dose qui rend léthale l'absence d'activité NADPH cytochrome P450 endogène, puis on récupère les clones survivants et on en extrait les plasmides permettant l'expression d'une activité NADPH cytochrome P450 qui correspond à la NADPH cytochrome P450 Réductase dudit organisme, notamment de ladite plante. 3. Method according to claim 2 characterized in that, using the plasmids recovered in step 2, a yeast strain is transformed in which the endogenous NADPH cytochrome P450 Reductase gene has been deleted and a treatment is repeated with a cytochrome P450 inhibitor at a dose which renders the absence of endogenous NADPH cytochrome P450 activity lethal, then the surviving clones are recovered and the plasmids are extracted allowing the expression of a NADPH cytochrome P450 activity which corresponds to the NADPH cytochrome P450 Reductase of said organism, in particular of said plant. 4. Procédé selon la revendication 1 à 3 caractérisé en ce que la souche est une souche de saccharomyces cerevisiae. 4. Method according to claim 1 to 3 characterized in that the strain is a strain of saccharomyces cerevisiae. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'inhibiteur d'activité P450 est un inhibiteur de lanostérol 14-déméthylase tel qu'un composé azole antifongique, en particulier le kétoconazole. 5. Method according to one of claims 1 to 4 characterized in that the activity inhibitor P450 is an inhibitor of lanosterol 14-demethylase such as an antifungal azole compound, in particular ketoconazole. 6. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'inhibiteur d'activité P450 tel que le kétoconazole est utilisé à une dose comprise entre 5 et 100 ,ug/ml de milieu de culture, de préférence entre 10 et 50 ug/ml.  6. Method according to claim 5 characterized in that the activity inhibitor P450 such as ketoconazole is used at a dose of between 5 and 100, ug / ml of culture medium, preferably between 10 and 50 ug / ml . 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce qu'à l'étape 1 ; la banque d'ADNc est enrichie en NADPH-Cytochrome 7. Method according to one of claims 1 to 6 characterized in that in step 1; the cDNA bank is enriched with NADPH-Cytochrome P450 Réductase d'intérêt, par fractionnement selon la taille, en ne conservant que les fragments de taille supérieure à 2 kpb.P450 Reductase of interest, by fractionation according to size, keeping only fragments larger than 2 kbp. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'on clone la séquence d'ADNc codant pour une NADPH Cytochrome 8. Method according to one of claims 1 to 7 characterized in that the cDNA sequence coding for a Cytochrome NADPH is cloned P450 Réductase d'Arabidopsis à partir d'une banque d'ANDc totale ou enrichie de ladite plante.P450 Arabidopsis Reductase from a total and enriched ANDc bank of said plant. 9. Procédé de clonage d'un gène de NADPH Cytochrome P450 9. Method for cloning a NADPH Cytochrome P450 gene Réductase de plante par hybridation sous condition de faible stringence avec un ADNc d'une NADPH Cytochrome P450 d'une autre plante obtenue par un procédé selon l'une des revendications 1 à 8 à partir d'une banque d'ADNc total ou ou enrichie en fragments supérieurs à 2 kbp de ladite plante.Plant reductase by hybridization under low stringency condition with a cDNA of a NADPH Cytochrome P450 of another plant obtained by a method according to one of claims 1 to 8 from a total or or enriched cDNA library in fragments greater than 2 kbp of said plant. 10. Séquences d'ADNc codant pour une NADPH Cytochrome 10. CDNA sequences encoding a Cytochrome NADPH P450 Réductase de plante obtenue par un procédé selon l'une des revendications 1 à 9.P450 Plant reductase obtained by a process according to one of claims 1 to 9. 11. Séquences d'ADNc codant pour des NADPH Cytochrome 11. CDNA sequences encoding Cytochrome NADPHs P450 Réductase d'arabidopsis ara-B ou ara-C, ou de topinambour heliantus tuberosus, telles que représentées aux Figures 9 à 11 respectivement.P450 Reductase of arabidopsis ara-B or ara-C, or of Jerusalem artichoke heliantus tuberosus, as shown in Figures 9 to 11 respectively. 12. Séquences d'ADN codant pour des NADPH Cytochrome 12. DNA sequences coding for Cytochrome NADPHs P450 Réductase de plantes s'hybridant dans des conditions faiblement stringentes à 50"C et/ou présentant au moins 60% d'homologie avec l'une des séquences selon les revendications 10 ou 11. P450 Reductase from plants hybridizing under weakly stringent conditions at 50 "C and / or having at least 60% homology with one of the sequences according to claims 10 or 11.
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