Genetische Modifikation des ersten Enzyms der Histidin-Biosynthese in Arabidopsis thaliana

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In Pflanzen können erhöhte Konzentrationen an freiem Histidin zu Nickeltoleranz führen. Das Enzym ATP-Phosphoribosyl Transferase (ATP-PRT) katalysiert den ersten Schritt der Histidin-Biosynthese und ist ein wesentlicher Punkt der Kontrolle und Regulation des Biosyntheseweges. Sowohl die Wildtyp-Enzyme von Bakterien und Hefe als auch die pflanzliche ATP-PRT werden durch das Produkt des Biosyntheseweges Histidin gehemmt. Das toxische Histidin-Analog Thiazolalanin ist als ein "falscher feedback"-Inhibitor der ATP-PRT Aktivität in Hefe und Bakterien bekannt. Der erste Teil des Projekts wird im ausländischen Gastlabor durchgeführt, mit dem Ziel der Erzeugung und Selektion von Pflanzen, deren ATP-PRT insensitiv gegenüber der "feedback" Hemmung durch Histidin ist. Dazu werden mutierte Formen des Enzyms in E. coli bzw. S. typhimurium exprimiert, und in Bakterien dann auf Thiazolalanin-Insensitivität selektiert. Die im bakteriellen "screening" identifizierten cDNAs sollen in Arabidopsis zur Expression gebracht werden. Im zweiten Teil des Projekts werden die erzeugten Pflanzen hinsichtlich der Expression der endogenen und heterologen ATP-PRT, der Histidingehalte und Metalltoleranz charakterisiert.