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Im Rahmen dieser Diplomarbeit konnte das Plasmid pB6 isoliert werden, das die MNNG-Hyperresistenz einer rng1-1-Mutante komplementierte. Das komplementierende Gen dieses Plasmids konnte jedoch weder über 17 Subklone noch über Komplementationsanalysen identifiziert werden. Die Sensibilität gegen „Congo red“ konnte als ein weiterer Phänotyp des Stammes Q2rng1 bestimmt werden. Es wurden im Zuge der Subklonierung des Plasmids pB6 pRS424-Derivate gefunden, die unabhängig vom genetischen Hintergrund des transformierten Stammes, heterogenes Wachstum verursachten. Zurückzuführen war dies auf die Überexpression des ORFs YLR112w alleine oder gemeinsam mit dem ORF YLR111w. Neben der bereits beschriebenen MNNG-Hyperresistenz durch die Überexpression von SNG1 in Wildtypen, GSH-Mutanten und Reparaturdefizienten Stämmen, konnte auch in dem bereits gegen MNNG hyperresistenten Stamm Q2rng1 eine Steigerung der Resistenz durch SNG1 gezeigt werden. Des weiteren wurden Anzeichen gefunden, dass die MethioninAuxotrophie des Stammes Q3 auf die Disruption des GSH1-Gens zurückzuführen war. Zudem konnte nachgewiesen werden, dass die funktionierende GSH-Synthese letal auf eine ero1-Delta-Mutante wirkte. Als Auslöser für die Cadmium-Sensibilität der Stämme Q3 und Q4 konnten die bekannten Mutationen dieser Stämme im GSH1- und im LWG1-Gen ausgeschlossen werden.
Im Rahmen der vorliegenden Dissertation sollte der Sphingolipid-Biosyntheseweg der Hefe Pichia ciferrii näher charakterisiert werden, um die Entwicklung einer fermentativen Route zur Sphingosin-Produktion zu ermöglichen. Darüber hinaus galt es patentierbare Selektionssysteme für diese Hefe zu etablieren. Durch Sequenzvergleiche mit nahe verwandten Hefen und das Ableiten degenerierter Primer wurden elf für die Sphingolipid-Biosynthese von Pichia ciferrii relevante Gene isoliert und sequenziert: LCB1 (codiert für eine UE der Serin-Palmitoyltransferase), TSC10 (3-Ketosphinganin-Reduktase), LAG1 und LAF1 (Ceramid-Synthasen), LIP1 (UE der Ceramid-Synthasen), DES1 (Dihydroceramid-delta4-Desaturase), YXC1 (Ceramidase), 8DES (Sphingolipid-delta8-Desaturase), 9MTR (Sphingolipid-C9-Methyltransferase), GCS1 (Ceramid-Glycosyltransferase) und LCB4 (LCB-Kinase). Bioinformatische Analysen, sowie in vivo-Experimente dienten der Einordnung der korrespondierenden Genprodukte in den Stoffwechselweg. Die Bestimmung der Substratspezifität einzelner Enzyme aus der Sphingolipid-Biosynthese erfolgte durch Überexpression der korrespondierenden Gene und anschließende Analyse des Einflusses auf die Zusammensetzung der Sphingolipidfraktion von Pichia ciferrii. Zusammengenommen wurde durch die Ergebnisse ein deutlich geschärftes Bild der Biosynthese von Sphingolipiden in Pichia ciferrii erstellt. Die gewonnenen Erkenntnisse über die Sphingolipid-Biosynthese in Pichia ciferrii fanden Anwendung auf die rationale Stammentwicklung eines Sphingosin-Produzenten. Durch die kombinierte Überexpression der die Dihydroceramid-delta4-Desaturase aus Pichia ciferrii, die Ceramid-Synthase aus Coccolithovirus und eine alkalische Ceramidase aus Mus musculus kodierenden Gene wurde eine 8,5-fache Erhöhung der Sphingosin-Konzentration von 7,5 mg/L in vom Wildtyp abgeleiteten Syringomycin-E-resistenten Stämmen auf 64,0 mg/L erzielt. Die Codon-Optimierung der heterolog exprimierten Gene zur Anpassung an die sehr eingeschränkte Codon-Verwendung von Pichia ciferrii erwies sich hierbei als essentiell. Zur Nutzbarmachung von rekombinanten Pichia ciferrii-Stämmen für die industrielle Anwendung wurden darüber hinaus drei neue Selektionssysteme etabliert. Zum einen wurde eine codon-optimierte Form des nat1-Gens genutzt, um eine Nourseothricin-Resistenz zu vermitteln. Zum anderen wurden stabile Uracil- bzw. Lysin-auxotrophe Pichia ciferrii-Stämme erzeugt, die mittels eines entsprechenden Integrationsvektors mit den Auxotrophie-Markergenen URA3 bzw. LYS2 aus Pichia ciferrii zu prototrophen Stämmen komplementiert werden konnten. Zusammengenommen mit der ersten gezielten Disruption eines Gens in Pichia ciferrii (SYR2, codiert für die Sphinganin-Hydroxylase) konnte somit auch die molekularbiologische Handhabbarkeit von Pichia ciferrii deutlich verbessert werden.
