Molekularbiologische Analyse der bispezifischen NAD(P)H-Nitratreduktase der Birke Betula pendula durch gerichtete in vitro-Mutagenese des NADH/NADPH-Bindungsbereichs:
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INHALTSVERZEICHNIS
SEITE
1. EINLEITUNG 1
2. MATERIAL UND METHODEN 8
2.1 ALLGEMEINES
8
2.1.1 PFLANZENMATERIAL 8
2.1.2 VERBRAUCHSMATERIALIEN 8
2.1.3 GERAETE 9
2.2 DNA-TECHNIKEN
9
2.2.1 DNA-RESTRIKTIONEN UND MODIFIKATIONEN 9
2.2.2 DNA-ELEKTROPHORESE 10
2.2.2.1 AGAROSE-GELELEKTROPHORESE VON DNA 10
2.2.2.2 ELUTION VON DNA AUS AGAROSEGELEN 10
2.2.3 KLONIERUNGEN 10
2.2.3.1 BAKTERIENSTAEMME UND VEKTOREN 10
2.2.3.2 LIGATION 11
2.2.3.3 TRANSFORMATION VON MIKROORGANISMEN 11
2.2.3.3.1 TRANSFORMATION VON
E. COLI 11
2.2.3.3.2 TRANSFORMATION VON
AGROBACTERIIUN 12
2.2.4 DNA-PRAEPARATION 12
2.2.4.1 PRAEPARATION VON PLASMID-DNA AUS
E. COLI 12
2.2.4.2 PRAEPARATION VON DNA AUS AGROBACTERIWN 13
2.2.5 SEQUENZIERUNG 13
2.2.6 POLYMERASE KETTEN REAKTION 14
2.2.6.1 SYNTHESE DER PCR-PRIMER 14
2.2.6.2
LN VITRO MUTAGENESE DURCH PCR 14
2.2.6.3 PCR AUS DEM PFLANZENGENOM 15
2.2.7 HYBRIDISIERUNGEN 16
2.2.7.1 SOUTHERN BLOTTING 16
2.2.7.2 DNA-DNA HYBRIDISIERUNG 16
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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IV
2.3 PFLANZLICHE GEWEBEKULTUR
17
2.3.1 BLATTSCHEIBEN-TRANSFORMATION 17
2.3.2 SELEKTION UND REGENERATION TRANSFORMIERTER KALLI 17
2.3.3 PFLANZENAUFZUCHT 18
2.4 ENZYM-TESTS
18
2.4.1 ROHEXTRAKTION LOESLICHER PROTEINE 18
2.4.2 NITRATREDUKTASE-TEST 19
2.5 IMMUNOLOGISCHE TECHNIKEN
19
2.5.1 GEWINNUNG POLYKLONALER ANTIKOERPER 19
2.5.1.1 OLIGOPEPTID-SYNTHESE 20
2.5.1.2 IMMUNISIEREN 21
2.5.1.3 IGG-FAELLUNG 22
2.5.2 PROTEIN-ELEKTROPHORESE 22
2.5.2.1 VERTIKALE SDS-PAGE 22
2.5.2.2 WESTERN BLOTTING 23
2.5.2.3 GELFAERBUNG 23
2.5.3 ELISA 23
3. ERGEBNISSE 25
3.1 AUFBAU EINES EXPRESSIONSKONSTRUKTES FUER DIE BIRKEN-NITRATREDUKTASE
25
3.2 MUTAGENESE DER MUTMASSLICHEN NADH/NADPH-DIFFERENZIERUNGSSTELLE
27
3.2.1 EINFUEHRUNG DER PUNKTMUTATIONEN 27
3.2.2 EINGEFUEHRTE MUTATIONEN 28
3.3 PRODUKTION TRANSGENER TABAKPFLANZEN
29
3.3.1 NUTZUNG DES AGROBAKTERIEN-SYSTEMS 29
3.3.2 TABAK-TRANSFORMATION 31
3.3.3 NACHWEIS POSITIVER TRANSFORMANDEN 32
V
3.3.3.1 NACHWEIS POSITIVEN DNA-TRANSFERS 32
3.3.3.2 NACHWEIS DER EXPRESSION 33
3.4 BESTIMMUNG DER NITRATREDUKTASE-AKTIVITAET
35
3.4.1 AKTIVITAETSMESSUNGEN 35
3.4.2 QUANTIFIZIERUNG DES NITRATREDUKTASE-PROTEINS 37
4. DISKUSSION 40
4.1 PROBLEMSTELLUNG UND LOESUNGSANSATZ
40
4.1.1 DAS EXPRESSIONSKONSTRUKT 40
4.1.2 DAS EXPRESSIONSSYSTEM "TRANSGENER TABAK" 41
4.1.3 REGULATION DER NITRATREDUKTASE UND DIE KONSEQUENZ
FUER DIE AUFZUCHT TRANSGENER TABAKPFLANZEN 42
4.1.3.1 ZUSAMMENSETZUNG DER PFLANZENMEDIEN 43
4.1.3.2 PHYSIKALISCHE FAKTOREN 44
4.1.4 NITRATREDUKTASE 45
4.1.4.1 BESTIMMUNG DER NITRATREDUKTASE-AKTIVITAET 45
4.1.4.2 NACHWEIS DES NITRATREDUKTASE-PROTEINS 45
4.2 STRUKTUR DER NADH/NADPH-BINDUNGSSTELLE
46
4.2.1 AUSWIRKUNG DER MUTATIONEN 46
4.2.2 DER NADH/NADPH-BINDUNGSBEREICH 48
4.2.2.1 DIE PYRIDIN-BINDUNG 48
4.2.2.2 DIFFERENZIERUNG ZWISCHEN NADH UND NADPH 50
4.3 AUSBLICK
53
4.3.1 WEITERE VERSUCHSANSAETZE 53
4.3.2 NITRATREDUKTASE-AKTIVITAETSTEST DER F
T-GENERATION 54
4.3.3 STRUKTUR-SIMULATION 55
4.3.4 BIOTECHNOLOGISCHE ANWENDUNG 55
5. ZUSAMMENFASSUNG 58
6. LITERATURVERZEICHNIS
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