The molecular clarification of linear furanocoumarin biosynthesis offers the possibility of innovativ human-therapeutic uses as well as a data basis for the clarification of angular furanocoumarin biosynthesis and evolutionary plant-insect-interactions. The furanocoumarin biosynthesis pathway leads from umbelliferone via C-prenylation to demethylsuberosin (linear furanocoumarin) or osthenol (angular furanocoumarin) and following oxidative cyclisation to (+)-marmesin or (+)-columbianetin which are moved by oxidative splitting to psoralen or angelicin. Each of these reaction steps, just as the hydroxylation pf psoralen to bergaptol and its O-methylation to bergapten, has already been proved in former investigations in vitro. The membrane-connection in combination with oxygen- and NADP(H)-dependence of the involved enzymes, except prenyltransferase and bergaptol O-methyltransferase, point at Cyt P450 enzymes. At the beginning of this work cinnamic 4-hydroxylase (C4H, Hübner et al., in 2003) and bergaptol O-methyltransferase (BOMT, Hehmann et al., in 2004) were the only molecularly characterized enzymes of the furanocoumarin biosynthesis from Ammi majus. The Cyt P450 C4H catalyzes an "early" reaction before the specific way to coumarins and is involved in several metabolic pathways. The dissolvable BOMT is a furanocoumarin-specific enzyme in the "late" course of the furanocoumarin biosynthesis. The molecular characterisation of a furanocoumarin-specific Cyt P450 was not known up to now yet. Because a traditional cleaning of the enzymes seemed not possible, the priority aim of this work consisted in identifying furanocoumarin-specific Cyt P450s by cDNA amplification and functional expression. Ammi majus is, beside the interest in its meaning as a medical plant, particularly suited for this investigation, because in darkly cultured cell suspensions no furanocoumarins and specific enzyme activities exist. After Pmg-elicitation of the cell culture a quick furanocoumarin accumulation appears and presumably within this time window the specific transcripts are induced transient. On this basis a differential cloning strategy under inclusion of new technologies seemed promising for the isolation of furanocoumarin-specific Cyt P450-transcripts. A functional identification of these transcripts as furanocoumarin-specific enzymes should allow the exact measurement of the induction under influence of different elicitors and the molecular comparisons and phylogenetic studies, respectively. Another aim was the tissue-specific localisation of the furanocoumarin biosynthesis from the juvenile up to the adult plant. The relevant statements in the literature are partly contradictory and mostly concentrate upon root and fruits. The proof of furanocoumarin-specific transcripts in different tissues during the plant development can deliver a more exact picture and clear questions to the transport of coumarins and to the age dependence of the biosynthesis in connection with the product accumulation. The differential isolation of Cyt P450s from induced Ammi majus cells had already delivered some not yet functionally characterized clones, among the rest CYP71AJ1 (Specker, in 2003). In the course of this work CYP71AJ1 was identified as Psoralensynthase (POS) (Larbat et al., in 2007) and molecularly characterized. POS is therefore the first genetically and biochemically characterized Cyt P450 from the furanocoumarin biosynthesis. The strongest induction of the furanocoumarin biosynthesis in cell suspension cultures was observed with Pmg-elicitor. The time window of furanocoumarin generation laid during the first 10 hours, then, based on the transcript-profil of C4H, presumably other pathways were induced. In the plant the induction of specific transcripts could be localised above all in roots and blossoms, while the furanocoumarins accumulated in sheets, as well as in the later developing course in the reproductive organs. The additional transcript-accumulation in blossoms makes clear the meaning of furanocoumarins as phytoalexines and allelopathic germination inhibitors, respectively. The temporal pattern, the dependence on different elicitors and the tissue-specificity during the plant development are helpfully for the search for further furanocoumarin-specific Cyt P450s. In this work three new Cyt P450-transcripts and -gDNAs (CYP71AZ1, CYP71D97, CYP71D98) were isolated and characterized. The substrate-recognition sites and the induction pattern of CYP71AZ1 let suppose an involvement in the furanocoumarin biosynthesis. Indeed, up to now the functional expression could not be reached., Die molekulare Aufklärung der linearen Furanocumarinbiosynthese bietet die Möglichkeit innovativer humantherapeutischer Anwendungen sowie die Datengrundlage für die Aufklärung der angulären Furanocumarinbiosynthese und evolutionärer Pflanzen-Insekt-Interaktionen. Der Furanocumarinbiosyntheseweg führt von Umbelliferon über C-Prenylierung zu Demethylsuberosin (lineare Furanocumarine) bzw. Osthenol (anguläre Furanocumarine) und die nachfolgende oxidative Zyklisierung zu (+)-Marmesin bzw. (+)-Columbianetin, welche durch oxidative Spaltung zu Psoralen bzw. Angelicin umgesetzt werden. Jeder dieser Reaktionsschritte, ebenso wie die Hydroxylierung von Psoralen zu Bergaptol und dessen O-Methylierung zu Bergapten, wurde in früheren Untersuchungen in vitro nachgewiesen. Die Membran-Bindung in Kombination mit der Sauerstoff- und NADP(H)-Abhängigkeit der beteiligten Enzyme, mit Ausnahme der Prenyltransferase und der Bergaptol O-Methyltransferase, lassen auf Cyt P450s schließen. Molekular charakterisiert waren zu Beginn dieser Arbeit aus Ammi majus nur die Zimtsäure 4-Hydroxylase (C4H, Hübner et al., 2003) sowie die Bergaptol O-Methyltransferase (BOMT, Hehmann et al., 2004). C4H katalysiert eine „frühe“ Reaktion noch vor dem spezifischen Weg zu Cumarinen und ist an mehreren Stoffwechselwegen beteiligt, das lösliche BOMT ist ein Furanocumarin-spezifisches Enzym im „späten“ Verlauf der Furanocumarinbiosynthese. Die molekulare Charakterisierung eines Furanocumarin-spezifischen Cyt P450 war bislang noch nicht bekannt. Da eine traditionelle Reinigung der Enzyme nicht möglich erschien, bestand das vorrangige Ziel der Arbeit darin, Furanocumarin-spezifische Cyt P450s durch cDNA-Amplifikation und funktionelle Expression zu identifizieren. Ammi majus eignet sich, neben dem Interesse an seiner Bedeutung als Arzneipflanze, besonders für dieses Vorhaben, weil in dunkel kultivierten Zellsuspensionskulturen keine Furanocumarine und spezifische Enzymaktivitäten vorhanden sind. Nach Pmg-Elicitierung der Zellkultur kommt es jedoch zu einer raschen Furanocumarin-Akkumulation, wobei innerhalb dieses Zeitfensters vermutlich die spezifischen Transkripte transient induziert werden. Auf dieser Grundlage erschien für die Isolierung Furanocumarin-spezifischer Cyt P450-Transkripte eine differentielle Klonierungs-Strategie unter Einbezug neuer Technologien Erfolg versprechend. Eine funktionelle Identifizierung eines oder mehrerer dieser Transkripte als Furanocumarin-spezifisches Enzym sollte die exakte Messung der Induktion unter verschiedenen Stressoren und molekulare Vergleiche bzw. phylogenetische Studien ermöglichen und dadurch die Identifizierung weiterer Enzyme dieses Stoffwechselweges erleichtern. Ein weiteres Ziel war die gewebespezifische Lokalisation des Furanocumarin-Stoffwechsels von der juvenilen bis zur adulten Pflanze. Die diesbezüglichen Aussagen in der Literatur sind teils widersprüchlich und konzentrieren sich meist nur auf Wurzel und Früchte. Der Nachweis Furanocumarin-spezifischer Transkripte in den verschiedenen Organen über die Entwicklung der Pflanzen kann erstmalig ein präziseres Bild liefern und im Zusammenhang mit der Produkt-Akkumulation Fragen zum Transport von Cumarinen und zur Altersabhängigkeit der Biosynthese klären. Die differentielle Klonierung aus elicitierten Ammi majus Zellen hatte bereits einige, funktionell nicht charakterisierte Cyt P450-Klone, unter anderem CYP71AJ1, geliefert (Specker, 2003). Im Verlauf dieser Arbeit konnte CYP71AJ1 als Psoralensynthase (POS) identifiziert (Larbat et al., 2007) und molekular charakterisiert werden. Die POS ist somit das erste genetisch und biochemisch charakterisierte Cyt P450 aus der Furanocumarinbiosynthese. Unter mehreren Elicitoren war die stärkste Induktion der Furanocumarinbiosynthese in Zellsuspensionskulturen mit Pmg zu beobachten. Das Zeitfenster der Furanocumarin-Bildung lag in den ersten 10 Stunden, danach wurden verstärkt weitere Stoffwechselwege induziert, wie das Transkriptmuster der C4H vermuten lässt. In der Pflanze konnte die Induktion spezifischer Transkripte v.a. in den Wurzeln und Blüten lokalisiert werden, während die Furanocumarine tendenziell in den Blättern, sowie im späteren Entwicklungsverlauf in den generativen Organen akkumulierten. Die zusätzliche Transkript-Akkumulation in den Blüten verdeutlicht die Bedeutung der Furanocumarine als Phytoalexine und als allelopathische Keimungsinhibitoren für den Fortbestand der Pflanze. Das zeitliche Muster, die Abhängigkeit von unterschiedlichen Elicitoren und die Gewebespezifität können hilfreich sein bei der Suche nach weiteren Cumarin-spezifischen Cyt P450s. Drei neue Cyt P450-Transkripte und gDNAs (CYP71AZ1, CYP71D97, CYP71D98) wurden isoliert und charakterisiert, unter denen die Substraterkennungsregionen und das Induktionsmuster von CYP71AZ1 eine Beteiligung an der Furanocumarinbiosynthese vermuten lassen. Allerdings konnte die funktionelle Expression bisher nicht erreicht werden.