專利名稱：：基因sms05的制作方法基因SMS05本發(fā)明涉及新鑒定出的基因，其編碼L-抗壞血酸(下文中也稱為維生素C)合成中涉及的蛋白質(zhì)。本發(fā)明還涉及包含該新穎基因的全長多核苷酸序列的多核苷酸及其片段，所述多核苷酸編碼的新穎的多肽及其片段，以及它們的功能等同物。本發(fā)明還涉及所述多核苷酸和多肽作為生物技術(shù)工具在從微生物生產(chǎn)維生素c中的用途，其中對所述多核苷酸和/或被編碼的多肽的修飾對在所述微生物中生產(chǎn)所述發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)率、產(chǎn)量和/或效率有著直接或間接的影響。本發(fā)明還包括使用所述多核苷酸和經(jīng)修飾的多核苷酸序列轉(zhuǎn)化宿主微生物的方法/工藝。本發(fā)明還涉及經(jīng)過遺傳工程改造的微生物及其用于直接生產(chǎn)維生素c的用途。維生素C是對人類來說非常重要且必不可少的營養(yǎng)因子。維生素C還用于動物詞料，盡管一些畜牧動物可自身體內(nèi)合成維生素C。在過去的70年中，已通過公知的Reichstein方法從D-葡萄糖對維生素C進(jìn)行了工業(yè)生產(chǎn)。該工藝中的所有步驟都是通過化學(xué)方式進(jìn)行的，只除了其中一個步驟(從D-山梨糖醇到L-山梨糖的轉(zhuǎn)化)，其通過微生物轉(zhuǎn)化來進(jìn)行。從對維生素C的工業(yè)生產(chǎn)的最初實踐開始，就已使用了多種化學(xué)改良和技術(shù)改良，來提高Reichstein方法的效率。近來對維生素C生產(chǎn)的發(fā)展被概括于Ullmann，sEncyclopediaofIndustrialChemistry,5thEdition,Vol.A27(1996),pp.547ff中。維生素C生產(chǎn)的不同中間步驟已在微生物或從中分離出的酶的協(xié)助下進(jìn)行。因此，可通過發(fā)酵工藝，通過屬于例如K"og"/om'dgem'wm屬或G/wco朋kzcter屬的菌株從L-山梨糖或D-山梨糖醇起始來生產(chǎn)2-酮基-L-古洛酸(2-KGA，這是可通過堿性重排反應(yīng)化學(xué)轉(zhuǎn)化為維生素C的中間產(chǎn)物)，或者通過屬于G7wco"o6acfer屬或?qū)俚闹亟M菌株，從D-葡萄糖起始進(jìn)行另一種發(fā)酵工藝來生產(chǎn)2-酮基-L-古洛酸。目前用于對維生素進(jìn)行化學(xué)生產(chǎn)的方法具有一些人們不想要的特征，例如高能耗以及要使用大量的有機(jī)及無機(jī)溶劑。因此，在過去數(shù)十年中，人們已在研究更加經(jīng)濟(jì)且環(huán)保的用微生物轉(zhuǎn)化來制造維生素C的其它方法。從大量底物(包括D-山梨糖醇、L-山梨糖和L-山梨糖酮)來直接生產(chǎn)維生素c己在多種微生物中被報道過，所述微生物例如藻類、酵母和乙酸細(xì)菌，其中使用了不同的培養(yǎng)方法。已知能直接生產(chǎn)維生素c的細(xì)菌的例子包括，例如，來自G7wcowo6acfer、G7wco"aceto&acter、Jceto6(3"er、Ze/cgw/om.cz.gem'wm、尸aw/oea、尸sei^/omowas或五sc/zen.c/n'a屬白勺菌t朱。已矢口酵母或藻類的例子包括，例如Ca"&Vfa、Sacc/wramycM、能吸收D-山梨糖醇用于生長的微生物通常具有能將該化合物氧化為普遍性的同化吸收底物(例如D-果糖)的酶。能在L-山梨糖上生長的微生物還擁有一種酶——NAD(P)H-依賴性L-山梨糖還原酶，該酶可將該化合物還原為D-山梨糖醇，D-山梨糖醇再被進(jìn)一步氧化為D-果糖。被D-果糖激酶磷酸化之后，D-果糖成為很多微生物生長的優(yōu)秀底物。例如，在乙酸細(xì)菌(其是專性需氧的革蘭氏陰性微生物，屬于Jceto6a"er、G7wcowoZa"er禾口G7wcowaceto6"cter屬)的情況下，這些微生物能將D-山梨糖醇轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)胞質(zhì)溶膠(cytosol)，并通過胞質(zhì)溶膠中的NAD-依賴性D-山梨糖醇脫氫酶將其轉(zhuǎn)化為D-果糖。一些個體菌株，例如G/wcowokzcterojcj^a似IFO3292和IFO3293還能將L-山梨糖轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)胞質(zhì)溶膠，并通過胞質(zhì)溶膠中的NAD(P)H-依賴性L-山梨糖還原酶將其還原為D-山梨糖醇，D-山梨糖醇再被進(jìn)一步氧化為D-果糖。在這些細(xì)菌中，Embden-Meyerhof-Pamas途徑以及三羧酸循環(huán)并不具有完全活性，將糖導(dǎo)向中央代謝的主要途徑是磷酸戊糖途徑。通過磷酸化反應(yīng)從D-果糖獲得的D-果糖-6-磷酸進(jìn)入磷酸戊糖途徑，其被進(jìn)一步代謝，產(chǎn)生以NAD(P)H形式存在的還原能量和生長及維持所必需的三羧基化合物。乙酸細(xì)菌因其能不完全氧化不同底物(例如醇、糖、糖醇和醛)的能力而為人們公知。這些過程為人們所已知并通常被稱為氧化發(fā)酵或不完全氧化，它們已被長時間應(yīng)用于食品和化學(xué)工業(yè)中，尤其是對醋和L-山梨糖的生產(chǎn)中。己知能用屬于G/wcowo6a"w屬的菌株從D-山梨糖醇或L-山梨糖進(jìn)行不完全氧化獲得的有用產(chǎn)物是2-KGA。乙酸細(xì)菌通過位于周質(zhì)空間中、周質(zhì)膜上以及胞質(zhì)中的不同脫氫酶來完成這些不完全氧化反應(yīng)。不同的脫氫酶使用不同的輔助因子，最常見的是用于膜結(jié)合酶或周質(zhì)酶的PQQ和FAD，以及用于胞質(zhì)酶的NAD/NADP。雖然這些氧化反應(yīng)的所有產(chǎn)物都通過外層膜分散回到外界水環(huán)境，但是它們中的一些可被主動或被動轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)細(xì)胞，并進(jìn)一步用于與生長和能量形成有關(guān)的代謝途徑。細(xì)胞中，氧化產(chǎn)物可被還原酶多次還原回它們的最初底物，然后被導(dǎo)向回到中央代謝。在D-山梨糖醇或L-山梨糖的代謝中具有活性的蛋白質(zhì)，尤其是酶和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，在本文中被稱為涉及山梨糖醇/山梨糖代謝系統(tǒng)(Sorbitol/SorboseMetabolizationSystem)。此類蛋白質(zhì)在本文中被縮寫為SMS蛋白，其在對D-山梨糖醇或L-山梨糖的直接代謝中發(fā)揮作用。D-山梨糖醇或L-山梨糖的代謝包括一方面，將這些化合物吸收進(jìn)胞質(zhì)溶膠，以及進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為可用于吸收途徑的代謝物，所述吸收途徑例如Embden-Meyerhof-Pamas途徑、磷酸戊糖途徑、Entner-Doudoroff途徑以及三羧酸循環(huán)，它們都涉及對于活的細(xì)胞的生長和維持來說必要的全部關(guān)鍵的能量形成和合成代謝反應(yīng)。另一方面，D-山梨糖醇或L-山梨糖的代謝還包括通過所謂的不完全氧化過程將這些化合物轉(zhuǎn)化為經(jīng)進(jìn)一步氧化的產(chǎn)物，例如L-山梨糖酮、2-KGA和維生素C。本發(fā)明的一個目的是提高維生素C生產(chǎn)的產(chǎn)率和/或生產(chǎn)能力。令人吃驚地，我們發(fā)現(xiàn)，SMS蛋白或此類蛋白的涉及對D-山梨糖醇、L-山梨糖或L-山梨糖酮的吸收或轉(zhuǎn)化或具有針對此的活性的亞基在對維生素C的生物技術(shù)生產(chǎn)中具有重要作用。在一種實施方式中，本發(fā)明的SMS蛋白選自氧化還原酶[ECl]，優(yōu)選選自在供體的CH-OH基團(tuán)上發(fā)揮作用的氧化還原酶[ECl.l]，更優(yōu)選選自以NAD+或NADP+作為受體的氧化還原酶[ECl丄l]以及具有其它受體的氧化還原酶[EC1丄99]，最優(yōu)選選自屬于[ECl丄l.l]、[EC1丄1.15]或[EC1.2丄-]的酶組的氧化還原酶，或者優(yōu)選選自在供體的醛或氧代基團(tuán)上發(fā)揮作用的氧化還原酶[EC1.2]，更優(yōu)選地選自以NAD+或NADP+作為受體的氧化還原酶[EC1.2.1]。此外，本發(fā)明的SMS蛋白可選自與膜結(jié)合的PQQ依賴性的D-山梨糖醇脫氫酶、與膜結(jié)合的L-山梨糖脫氫酶、與膜結(jié)合的L-山梨糖酮脫氫酶、與膜結(jié)合的FAD依賴性的D-山梨糖醇脫氫酶、胞質(zhì)NAD依賴性的D-山梨糖醇脫氫酶、NAD(P)依賴性的D-山梨糖醇脫氫酶(也被稱為NADPH依賴性的山梨糖還原酶)、NAD依賴性的木糖醇脫氫酶、NAD依賴性的醇脫氫酶、與膜結(jié)合的L-山梨糖脫氫酶、NAD(P)H依賴性的L-山梨糖還原酶、胞質(zhì)NADP依賴性的山梨糖酮脫氫酶、胞質(zhì)NAD(P)H依賴性的L-山梨糖酮還原酶、與膜結(jié)合的醛脫氫酶、胞質(zhì)醛脫氫酶、3-磷酸甘油脫氫酶、3-磷酸甘油醛脫氫酶以及SMS中涉及的其它酶構(gòu)成的組。特別地，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，具有下述核苷酸序列的多核苷酸編碼的SMS蛋白在對維生素C的生物技術(shù)生產(chǎn)中具有重要作用，該核苷酸序列能在優(yōu)選高度嚴(yán)謹(jǐn)條件下與SEQIDNO:1所示的序列雜交。現(xiàn)還已發(fā)現(xiàn)，通過在能直接生產(chǎn)維生素C的微生物(例如G/wco"ote"w)中對根據(jù)本發(fā)明的核苷酸的表達(dá)水平進(jìn)行遺傳改變，可很大程度地提高所述微生物對維生素C的直接發(fā)酵。隨后，本發(fā)明涉及選自下述組的多核苷酸或此類多核苷酸的互補(bǔ)鏈，所述組由(a)編碼包含根據(jù)SEQIDNO:2的氨基酸序列的多肽的多核苷酸；(b)包含根據(jù)SEQIDNO:1的核苷酸序列的多核苷酸；(c)包含下述核苷酸序列的多核苷酸，所述核苷酸序列可使用來自微生物的基因組DNA作為模板，并使用根據(jù)SEQIDNO:3和SEQIDNO:4的引物組，通過核酸擴(kuò)增(例如聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))來獲得；(d)多核苷酸，其包含編碼被(a)至(c)中任一項的多核苷酸編碼的多肽的片段或衍生物的核苷酸序列，其中，在所述衍生物中，一個或多個氨基酸殘基較之所述多肽被保守取代，并且，所述片段或衍生物具有氧化還原酶[ECl]的活性，優(yōu)選地，具有在供體的醛或氧代基團(tuán)上發(fā)揮作用的氧化還原酶[EC1.2](SMS05)的活性；(e)編碼氧化還原酶[ECl]，優(yōu)選地，編碼在供體的醛或氧代基團(tuán)上發(fā)揮作用的氧化還原酶[EC1.2](SMS05)的多核苷酸，且其互補(bǔ)鏈能在嚴(yán)謹(jǐn)條件下與(a)至(d)中任一項所定義的多核苷酸互補(bǔ)；以及(f)編碼氧化還原酶[ECl]，優(yōu)選地，編碼在供體的醛或氧代基團(tuán)上發(fā)揮作用的氧化還原酶[EC1.2](SMS05)的多核苷酸，且其與(a)至(d)中任一項所定義的多核苷酸至少70%相同，例如85%、90%或95%相同；構(gòu)成。我們發(fā)現(xiàn)，本文中描述的SEQIDNO:2示出的從G/wcom^acterox;^fl^DSM17078分離的SMS蛋白是特別有用的SMS蛋白，因為看起來其在微生物(特別是細(xì)菌，例如乙酸細(xì)菌，例如G/wco"o6acter,爿c"o^cter禾nG/wcow"cetokzcteO中的直接維生素C生產(chǎn)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。因此，本發(fā)明涉及編碼根據(jù)SEQIDNO:2的多肽的多核苷酸。該蛋白可由SEQIDNO:1示出的核苷酸序列編碼。本發(fā)明因此還涉及包含根據(jù)SEQIDNO:1的核苷酸序列的多核苷酸。上文確定的核苷酸序列和氨基酸序列被用作為"查詢序列"，以便用來自NationalCenterforBiotechnology[NCBI]的BLAST或Blast2程序(版本2)針對數(shù)據(jù)庫PROSW-SwissProt(完全發(fā)布版本加上增加的更新)進(jìn)行搜索。根據(jù)這些搜索結(jié)果，將根據(jù)SEQIDNO:1的SMS05多核苷酸標(biāo)注為編碼NAD(P)依賴性的山梨糖酮脫氫酶?？墒褂胏DNA、mRNA或基因組DNA作為模板，使用合適的寡核苷酸引物(例如根據(jù)SEQIDNO:3和SEQIDNO:4的核苷酸引物)，按照標(biāo)準(zhǔn)PCR擴(kuò)增技術(shù)，通過核酸擴(kuò)增來獲得根據(jù)本發(fā)明的核酸。由此擴(kuò)增出的核酸可被克隆進(jìn)合適的載體，并通過DNA序列分析對其進(jìn)行表征。用于反應(yīng)的模板可以是通過對從已知包含或懷疑包含根據(jù)本發(fā)明的多核苷酸的菌株制備的mRNA進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄獲得的cDNA。PCR產(chǎn)物可被亞克隆和測序，以確保擴(kuò)增出的序列代表本文所述的新的核酸序列或其功能等同物的序列。然后可通過多種已知方法，用PCR片段分離全長cDNA克隆。例如，可標(biāo)記擴(kuò)增出的片段，用其篩選噬菌體或粘粒(cosmid)cDNA文庫。或者，經(jīng)標(biāo)記的片段可用于篩選基因組文庫。因此，本發(fā)明涉及包含下述核苷酸序列的多核苷酸，所述核苷酸序列可使用來自微生物的基因組DNA作為模板，并使用根據(jù)SEQIDNO:3和SEQIDNO:4的引物組，通過核酸擴(kuò)增(例如聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))來獲得。本發(fā)明還涉及下述多核苷酸，其包含編碼本文所述的多核苷酸編碼的多肽的片段或衍生物的核苷酸序列，其中，在所述衍生物中，一個或多個氨基酸殘基較之所述多肽被保守取代，并且，所述片段或衍生物具有SMS多肽(優(yōu)選地，SMS05多肽)的活性。本發(fā)明還涉及下述多核苷酸，其編碼SMS多肽(優(yōu)選地，SMS05多肽)，其互補(bǔ)鏈能在嚴(yán)謹(jǐn)條件下與本文定義的多核苷酸互補(bǔ)。本發(fā)明還涉及下述多核苷酸，其與本文定義的多核苷酸至少70%相同，并且其編碼SMS多肽；本發(fā)明還涉及是上文定義的多核苷酸的互補(bǔ)鏈的多核苷酸。本發(fā)明還涉及下述微生物，其中，SMS多肽(優(yōu)選地，SMS05多肽)的活性降低或消失，使得從D-山梨糖醇或L-山梨糖直接生產(chǎn)的維生素C的產(chǎn)率增加。技術(shù)人員將知道如何使SMS蛋白(優(yōu)選地，SMS05蛋白)的活性降低或消失。這例如可以通過使SMS蛋白(優(yōu)選地，SMS05蛋白)的比活性減少或消失來完成，或者通過對宿主生物進(jìn)行遺傳修飾來完成，所述遺傳修飾以較之野生型生物產(chǎn)生更少或不產(chǎn)生SMS蛋白(優(yōu)選地，SMS05蛋白)的拷貝的方式來進(jìn)行。在下述說明書中，將對達(dá)到此目的(即，通過使SMS05蛋白的活性降低或消失，增加從D-山梨糖醇或L-山梨糖直接生產(chǎn)的維生素C的產(chǎn)率和/或產(chǎn)量)的方案進(jìn)行詳細(xì)描述。在進(jìn)行必要修正后，這些方案可應(yīng)用于其它SMS蛋白。為獲得產(chǎn)生更少拷貝的或不產(chǎn)生SMS05基因和/或蛋白的生物所進(jìn)行的修飾包括使用弱啟動子，或者對SMS05基因(的部分)或其調(diào)控元件加以突變(例如，插入、缺失或點(diǎn)突變)。使SMS05蛋白比活性降低或消失也可通過本領(lǐng)域已知的方法來完成。此類方法可包括對SMS05基因(的部分)的突變(例如，插入、缺失或點(diǎn)突變)。.本領(lǐng)域中還已知可以通過將SMS05蛋白與特定抑制劑相接觸或與能與SMS05蛋白發(fā)生特異性相互作用的其它物質(zhì)相接觸，來使給定蛋白質(zhì)活性降低或消失。為鑒定出此類特定抑制劑，可表達(dá)SMS05蛋白，并對存在懷疑能抑制SMS05蛋白活性的化合物時的活性加以測試?？赡艿囊种朴没衔锟衫缡轻槍MS05蛋白的單克隆抗體或多克隆抗體。此類抗體可通過對合適的實驗動物進(jìn)行常規(guī)免疫方案來獲得。本發(fā)明可以在攜帶有SMS05基因或其同源體的任何微生物中進(jìn)行。合適的微生物可選自酵母、藻類和細(xì)菌構(gòu)成的組，它們可以是野生型菌株或通過標(biāo)準(zhǔn)的誘變方法和選擇方法獲得的突變體菌株以及重組菌株。此類酵母的例子可以是，例如，Ow^tto、SaccAaram少c^、Z_ygwacc/^ram_yce5、Sc/zz'zo犯cc/arom少c"或A7w_yveramyc&s。此類藻類的例子可以是，例如，CA/0re//a。此類細(xì)菌的例子可以是，例如，G7wcowo&acfer、乂ceto^acter、G7wcowaceto6acter、Xetogw/om.dgew/wm、Pawtoea、尸化wAmcw(XS(例如，尸sewdomowcwpw"'c/a)禾口Esr/zen'c/u'a(例如Esc/ze"'c/n力coz7)。優(yōu)選的是G7wco"o6acfer或爿ceto6ac,erace"'，例女口，G.ox_y(iaw、G.cen'ww51、(？.加te腦7、Aace"犯6取"http://"薩或爿.ace"犯Zw/.oWeam^y，優(yōu)選地，G.DSM17078。己按照《布達(dá)佩斯條約》，于2005年1月26日將G7wco"otectero^yc/a"sDSM17078(以前稱作G7wccwotetero義;vY/a/wN44-l)保藏至DeutscheSammlungvonMikroorganismenundZellkulturen(DSMZ),MascheroderWegIB,D-38124Braunschweig,Germany?？捎糜诒景l(fā)明的微生物可被公眾從不同來源獲得，例如，DeutscheSammlungvonMikroorganismenundZellkulturen(DSMZ)，MascheroderWegIB,D-38124Braunschweig,Germany、AmericanTypeCultureCollection(ATCC)，P.O.Box1549,Manassas,VA20108USA或CultureCollectionDivision,NITEBiologicalResourceCenter,2-5-8，Kazusakamatari,Kisarazu-shi,Chiba，292-Q818,Japan(以前是InstitueforFermentation,Osaka(IFO),17-85，Juso-honmachi2-chome,Yodogawa-ku，Osaka532-8686,Japan)。保存到IFO的優(yōu)選的細(xì)菌的例子例如是G/wc卵okzcterox;^/aw(以前被稱為G.me/。woge肌i1)IF03293、G7wcowc^ac欣o;c;^"s(以前被稱為G.me/cmogewws)IF03292、G7wco打o6acteroxycfcms(以前被稱為G.rw^g7'wosus)IF03244、G7wcowo6a"er/ratewr"(以前被禾爾為G.zWwWn'ws)IFO3260、G7wcowo6acterce".wwsIF03266、(/wcowo^2"erojqy&wsIFO3287和^c"o^cterace"rafep.or/ea"wIFO3259，上述這些都于1954年4月5日被保藏；1975年10月22日保藏的爿ceto&cter5wfo;.IFO13693禾卩1977年12月8日保藏的^c"o6acferace"犯&p.x>;/z>mmIFO13773。菌株A^0&"er5p.ATCC15164也是優(yōu)選細(xì)菌的例子，其被保藏于ATCCo菌株(？/wco"o^2cferax;>Y/<ms(以前被稱為G.膨/""oge"ws)N44-l是優(yōu)選細(xì)菌的另一個例子，其是菌株IFO3293的衍生物，在Sugisawaetal.,Agric，Biol.Chem.54:1201-1209，1990中對其有所描述。本發(fā)明的微生物可在DNA水平或蛋白質(zhì)水平上攜帶其它修飾(見上文所述)，只要此類修飾對從底物(例如D-山梨糖醇或L-山梨糖)直接生產(chǎn)維生素C的產(chǎn)率、產(chǎn)量和/或效率具有直接影響即可。此類其它修飾可以例如影響編碼上文所述的SMS蛋白的其它基因，特別是，編碼與膜結(jié)合的L-山梨糖酮脫氫酶(例如，L-山梨糖酮脫氫酶SNDHai)或與膜結(jié)合的PQQ結(jié)合D-山梨糖醇脫氫酶的基因。進(jìn)行此類修飾的方法是本領(lǐng)域已知的，一些例子在本文中有進(jìn)一步描述。關(guān)于用于對維生素C進(jìn)行直接生產(chǎn)的SNDHai及其核苷酸和氨基酸序列，參見WO2005/017159，其通過引用并入本文。根據(jù)本發(fā)明的另一目的，提供了本文定義的多核苷酸或者已用此類多核苷酸進(jìn)行過遺傳工程改造的微生物在生產(chǎn)維生素C中的用途。本發(fā)明還涉及在微生物中表達(dá)內(nèi)源基因的工藝，涉及在微生物中生產(chǎn)上文定義的多肽的工藝，以及生產(chǎn)能產(chǎn)生維生素C的微生物的工藝。所有這些工藝都可包含改變微生物的步驟，其中，本文中使用的"改變"包括下述工藝，該工藝以使得發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)率和/或生產(chǎn)能力較之野生型生物有所提高的方式來進(jìn)行"遺傳改變"或"改變細(xì)胞培養(yǎng)基的組成和/或改變用于培養(yǎng)的方法"。本文中使用的"維生素C的提高的產(chǎn)率"表示較之野生型微生物(即，沒有被遺傳改變的微生物)而言增加至少5%、10%、25%、30%、40%、50%、75%、100%、200%或者甚至超過500%?！g(shù)語"遺傳工程改造"或"遺傳改變"表示對活的生物體中遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)的科學(xué)改變。這包括生產(chǎn)和使用重組DNA。更特別地，這用于描述來自天然存在的生物而經(jīng)遺傳工程改造或修飾的生物。遺傳工程改造可通過本領(lǐng)域已知的多種方法來進(jìn)行，例如，基因替換，基因擴(kuò)增，基因打斷，使用質(zhì)粒、病毒或其它載體進(jìn)行的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)染。經(jīng)遺傳修飾的生物，例如，經(jīng)遺傳修飾的微生物通常還被稱作重組生物，例如重組微生物。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了用于通過直接發(fā)酵生產(chǎn)維生素C的工藝。特別地，本發(fā)明提供了用于直接生產(chǎn)維生素C的工藝，所述工藝包括將底物轉(zhuǎn)化為維生素C。這可例如在包含微生物的培養(yǎng)基中進(jìn)行，所述微生物可以是靜止微生物或生長中的微生物，優(yōu)選地，靜止微生物。若干種底物可在本發(fā)明的工藝(即，用于將給定的底物直接轉(zhuǎn)化為維生素C的工藝，例如上文提到的)中用作為碳源。特別適用的碳源是可以容易地從D-葡萄糖或D-山梨糖醇代謝途徑獲得的那些，例如，D-葡萄糖、D-山梨糖醇、L-山梨糖、L-山梨糖酮、2-酮基-L-古洛糖酸鹽/酯、D-葡萄糖酸鹽/酯、2-酮基-D-葡萄糖酸鹽/酯，或2，5-二酮基-葡萄糖酸鹽/酯。優(yōu)選地，底物選自，例如，D-葡萄糖、D-山梨糖醇、L-山梨糖或L-山梨糖酮，更優(yōu)選地，選自D-葡萄糖、D-山梨糖醇或L-山梨糖，以及最優(yōu)選地，選自D-山梨糖醇、L-山梨糖或L-山梨糖酮。在涉及使用微生物進(jìn)行上述工藝時，術(shù)語"底物"和"生產(chǎn)底物"在本文中可互換使用。在本文中用于使用微生物進(jìn)行的上述工藝的培養(yǎng)基可以是用于生產(chǎn)維生素C的任何合適的培養(yǎng)基。典型地，該培養(yǎng)基是包含例如鹽和(多種)底物，并具有一定pH的水性培養(yǎng)基。其中底物被轉(zhuǎn)化為維生素C的培養(yǎng)基也被稱為生產(chǎn)培養(yǎng)基。本文中使用的"發(fā)酵"或"生產(chǎn)"或"發(fā)酵工藝"可以是利用技術(shù)人員已知的培養(yǎng)基、條件和方案，使用生長中的細(xì)胞或非生長中的所謂靜止細(xì)胞，這在適合于將合適的底物轉(zhuǎn)化為想要的產(chǎn)物(例如維生素C)的條件下，使用技術(shù)人員已知的培養(yǎng)基、條件和方案對所述靜止細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)之后進(jìn)行。優(yōu)選地，用靜止細(xì)胞來生產(chǎn)維生素C。術(shù)語"直接發(fā)酵"、"直接生產(chǎn)"、"直接轉(zhuǎn)化"等意指微生物能通過一個或多個生物轉(zhuǎn)化步驟將某底物轉(zhuǎn)化為特定的產(chǎn)物，而無需任何額外的化學(xué)轉(zhuǎn)化步驟。例如，術(shù)語"將D-山梨糖醇直接轉(zhuǎn)化為維生素C"意在描述下述過程，其中，微生物生產(chǎn)維生素C，并且，其中，D-山梨糖醇作為碳源提供，而無需中間產(chǎn)物化學(xué)轉(zhuǎn)化步驟。能直接發(fā)酵維生素c的單種微生物是優(yōu)選的。在允許本文定義的從底物開始的此類轉(zhuǎn)化進(jìn)行的條件下培養(yǎng)所述微生物。在關(guān)于使用微生物進(jìn)行上述工藝的方面，應(yīng)當(dāng)理解，上述微生物還包括此類菌株的具有同樣生理屬性的異名(synonym)或基原異名(basonym)，其如InternationalCodeofNomenclatureofProkaryotes所定義。本文中使用的對微生物的命名是InternationalCommitteeonSystematicsofProkaryotesandtheBacteriologyandAppliedMicrobiologyDivisionoftheInternationalUnionofMicrobiologicalSocieties官方接受的(在優(yōu)先權(quán)申請的提交日期時)，并被其官方出版物InternationalJournalofSystematicandEvolutionaryMicrobiology(IJSEM)所公開。具體的參考文獻(xiàn)是Urbanceetal.,IJSEM(2001)vol51:1059-1070，以及IJSEM(2001)vol51:1231-1233上的修訂通失口，其中描述了對作為i&togw/om'"'gem'wwvw/gore的G.oxj^araDSM4025的分類學(xué)上的重新歸類。本文中使用的靜止細(xì)胞指下述微生物的細(xì)胞，所述微生物例如是存活但不能活躍生長的，或者是以低的比生長速率生長的，例如，低于0.02h—1的生長速率，優(yōu)選地，低于0.01h—1。顯示出上述生長速率的細(xì)胞被稱為"靜止細(xì)胞模式"。如上所述使用微生物來進(jìn)行的本發(fā)明的工藝可以以不同的步驟或階段來進(jìn)行優(yōu)選地，在第一個步驟(也被稱為步驟(a)或生長階段)中，于能夠生長的條件下對微生物進(jìn)行培養(yǎng)。通過改變條件來終止該階段，其中，所述條件改變使得微生物的生長速率降低，導(dǎo)致靜止細(xì)胞產(chǎn)生，這也被稱為步驟(b)，接著是用(b)的靜止細(xì)胞從底物來生產(chǎn)維生素C，這也被稱為生產(chǎn)階段。使用微生物的上述工藝中進(jìn)行的生長階段和生產(chǎn)階段可在同樣的容器中進(jìn)行，即，僅有一種容器，或在兩種或更多的不同容器中進(jìn)行，在兩個階段之間具有可選的分離步驟?？赏ㄟ^任何合適的手段從細(xì)胞中回收得到產(chǎn)生的維生素C。"回收"指，例如，可將維生素C從生產(chǎn)培養(yǎng)基中分離出來?？蛇x地，可對由此產(chǎn)生的維生素C進(jìn)行進(jìn)一步加工。就關(guān)于使用微生物進(jìn)行上述工藝的本發(fā)明的目的而言，術(shù)語"生長階段"、"生長步驟"和"生長時期"在本文中可互換使用。這同樣適用于"生產(chǎn)階段"、"生產(chǎn)步驟"、"生產(chǎn)時期"。進(jìn)行本發(fā)明的使用微生物的上述工藝的一種途徑可以是下述工藝，其中微生物生長于第一容器(所謂的生長容器)中，它們作為靜止細(xì)胞的來源，細(xì)胞中的至少一部分被轉(zhuǎn)移到第二容器(所謂的生產(chǎn)容器)中。生產(chǎn)容器中的條件可以是使得從生長容器中轉(zhuǎn)移出的細(xì)胞變?yōu)樯衔亩x的靜止細(xì)胞的條件。維生素C在第二容器中產(chǎn)生，并從其中被回收。在關(guān)于使用微生物進(jìn)行上述工藝的方面，在一個方面，生長步驟可在水性培養(yǎng)基中進(jìn)行，即，補(bǔ)充有用于在需氧條件下生長的合適營養(yǎng)物的生長培養(yǎng)基。培養(yǎng)可以以，例如，分批、補(bǔ)料分批、半連續(xù)或連續(xù)模式來進(jìn)行。培養(yǎng)時間可以例如隨所用的宿主、pH、溫度和營養(yǎng)培養(yǎng)基而變化，其可以為例如以分批或補(bǔ)料分批模式進(jìn)行時，大約10小時至大約10天之間，優(yōu)選為大約l天至大約IO天之間，更優(yōu)選地，大約1至大約5天，這取決于所述微生物。如果細(xì)胞以連續(xù)模式被培養(yǎng)，駐留時間可以例如為大約2至大約100小時，優(yōu)選地，大約2至大約50小時，這取決于所述微生物。如果微生物選自細(xì)菌，培養(yǎng)可進(jìn)行于大約3.0至大約9.0的pH下，優(yōu)選為大約4.0至大約9.0，更優(yōu)選地，大約4.0至大約8.0，進(jìn)一步更優(yōu)選地，大約5.0至大約8.0。如果使用了藻類或酵母，培養(yǎng)可進(jìn)行于低于大約7.0的pH下，優(yōu)選低于大約6.0，更優(yōu)選低于大約5.5，最優(yōu)選地，低于大約5.0。用于使用細(xì)菌進(jìn)行培養(yǎng)的合適的溫度范圍可以為，例如，大約13°C至大約40°C，優(yōu)選地，大約18°C至大約37°C，更優(yōu)選地，大約B。C至大約36°C，最優(yōu)選地，大約18°C至大約33°C。如果使用藻類或酵母，用于進(jìn)行培養(yǎng)的合適的溫度范圍可以例如為，大約15。C至大約40°C，優(yōu)選地，大約20°C至大約45°C，更優(yōu)選地，大約25°C至大約40°C，進(jìn)一步更優(yōu)選地，大約25。C至大約38°C，最優(yōu)選地，大約30°C至大約38°C。用于進(jìn)行培養(yǎng)的培養(yǎng)基通?？梢院邢率鰻I養(yǎng)物作為可被吸收的碳源，例如，甘油、D-甘露醇、D-山梨糖醇、L-山梨糖、赤藻糖醇、核糖醇、木糖醇、阿糖醇、肌糖、半乳糖醇、D-核糖、D-果糖、D-葡萄糖、蔗糖和乙醇，優(yōu)選地，L-山梨糖、D-葡萄糖、D-山梨糖醇、D-甘露醇、甘油和乙醇；以及含有可消化的氮源，例如，有機(jī)物質(zhì)，例如，蛋白胨、酵母提取物和氨基酸。所述培養(yǎng)基可以含有或不含有尿素和/或玉米浸出液和/或面包酵母。多種無機(jī)物質(zhì)也可被用作為氮源，例如，硝酸鹽和銨鹽。此外，生長培養(yǎng)基通常含有無機(jī)鹽，例如，硫酸鎂、硫酸錳、磷酸鉀和碳酸鈣。然后可在與上文所述大致相同的模式、溫度和pH條件下，存在例如D-山梨糖醇、L-山梨糖或D-葡萄糖等底物時，進(jìn)一步溫育使用上述方案獲得的細(xì)胞，以使得所述細(xì)胞將底物直接轉(zhuǎn)化為維生素C。溫育可在富含氮的培養(yǎng)基中進(jìn)行，培養(yǎng)基中含有，例如，有機(jī)氮源，例如，蛋白胨、酵母提取物、面包酵母、尿素、氨基酸和玉米浸出液，或無機(jī)氮源，例如硝酸鹽和銨鹽，這種情況下，細(xì)胞將能夠在產(chǎn)生維生素C的同時進(jìn)一步生長?；蛘撸瑴赜稍诘毞Φ呐囵B(yǎng)基中進(jìn)行，在這種情況下，細(xì)胞將基本不生長，其將處于靜止細(xì)胞模式，或生物轉(zhuǎn)化模式。在所有情況下，溫育培養(yǎng)基還可含有無機(jī)鹽，例如硫酸鎂、硫酸錳、磷酸鉀和氯化鈣。在關(guān)于使用微生物進(jìn)行上述工藝的方面，在生長階段中，比生長速率例如為至少0.02h"。對于以分批、補(bǔ)料分批或半連續(xù)模式生長的細(xì)胞而言，生長速率取決于，例如，生長培養(yǎng)基的組成、pH、溫度等。通常，生長速率可以例如在大約0.05至大約0.2h"的范圍內(nèi)，優(yōu)選地，在大約0.06至大約0.15h—1的范圍內(nèi)，最優(yōu)選地，在大約0.07至大約0.13h"的范圍內(nèi)。在使用微生物進(jìn)行的上述方法的另一個方面，可通過在瓊脂平板(作為生長容器)上對個別微生物進(jìn)行培養(yǎng)來提供靜止細(xì)胞，其中使用了基本上相同的條件，例如，如上所述的培養(yǎng)時間、pH、溫度、營養(yǎng)培養(yǎng)基，并添加有瓊脂。在使用微生物進(jìn)行上述工藝的方面，如果生長和生產(chǎn)階段進(jìn)行于兩種不同的容器中，那么來自生長階段的細(xì)胞可被收獲或濃縮，并轉(zhuǎn)移至第二容器(所謂的生產(chǎn)容器)中。該容器可以含有補(bǔ)充有任何適用的生產(chǎn)底物(可通過細(xì)胞被轉(zhuǎn)化為維生素C)的水性培養(yǎng)基?？赏ㄟ^任何合適的操作來收獲或濃縮來自生長容器的細(xì)胞，所述操作例如，離心、膜橫流(membranecrossflow)超濾或微濾、過濾、傾析、絮凝。由此獲得的細(xì)胞還可以以原始培養(yǎng)液的形式從生長容器轉(zhuǎn)移至生產(chǎn)容器中，而不用被收獲、濃縮或洗滌，即，以細(xì)胞懸浮液的形式被轉(zhuǎn)移。在一種優(yōu)選的實施方式中，細(xì)胞以細(xì)胞懸浮液的形式從生長容器被轉(zhuǎn)移至生產(chǎn)容器，在它們之間沒有任何洗滌或分離步驟。因此，在使用微生物進(jìn)行的上述工藝的一種優(yōu)選的實施方式中，上文所述的本發(fā)明方法的步驟(a)和(c)不被任何洗滌和/或分離步驟分開。在使用微生物進(jìn)行上述工藝的方面，如果生長和生產(chǎn)階段進(jìn)行于同樣的容器中，細(xì)胞可以生長于適當(dāng)?shù)臈l件下，以達(dá)到理想的細(xì)胞密度，接著用含有生產(chǎn)底物的生產(chǎn)培養(yǎng)基來替換生長培養(yǎng)基。此類替換可以例如是，在從容器中收回或收獲上清液的同時，并以與之相同的速度，將生產(chǎn)培養(yǎng)基補(bǔ)入到容器中。為將靜止細(xì)胞保留于容器中，可以使用用于細(xì)胞回收或駐留的操作，例如，細(xì)胞回收步驟。此類回收步驟，例如包括但不限于如下的方法使用離心機(jī)、過濾器、超濾步驟的膜橫流微濾、膜反應(yīng)器、絮凝或在合適的多孔、非多孔或聚合物基質(zhì)上的細(xì)胞固定。在轉(zhuǎn)移階段之后，對容器應(yīng)用下述工藝條件在此條件下，細(xì)胞以如上文定義的靜止細(xì)胞模式存在，并且，生產(chǎn)底物能有效地轉(zhuǎn)化為維生素c。在使用微生物進(jìn)行上述工藝的方面，用于生產(chǎn)步驟中的生產(chǎn)容器中的水性培養(yǎng)基在下文中被稱為生產(chǎn)培養(yǎng)基，其可以僅含有將被轉(zhuǎn)化為維生素C的生產(chǎn)底物，或可以含有額外的無機(jī)鹽，例如，氯化鈉、氯化鈣、硫酸鎂、硫酸錳、磷酸鉀、磷酸鈣和碳酸鈣。生產(chǎn)培養(yǎng)基還可以含有可消化的氮源，例如有機(jī)物質(zhì)，例如，蛋白胨、酵母提取物、尿素、氨基酸和玉米浸出液；以及無機(jī)物質(zhì)，例如，氨、硫酸銨和硝酸鈉，其濃度為使得細(xì)胞被保持為上文定義的靜止細(xì)胞模式的濃度。培養(yǎng)基可以含有或不含有尿素和/或玉米浸出液和/或烘焙酵母。生產(chǎn)步驟可^L，例如，以分批、補(bǔ)料分批、半連續(xù)或連續(xù)模式進(jìn)行。在補(bǔ)料分批、半連續(xù)或連續(xù)模式下，來自生長容器和生產(chǎn)培養(yǎng)基的兩種細(xì)胞都可以以合適的補(bǔ)料速率被連續(xù)或間歇地補(bǔ)入到生產(chǎn)容器中?；蛘撸瑑H生產(chǎn)培養(yǎng)基可被連續(xù)或間歇補(bǔ)入到生產(chǎn)容器中，而來自生長容器的細(xì)胞被同時轉(zhuǎn)移至生產(chǎn)容器。來自生長容器的細(xì)胞可在生產(chǎn)容器中用作為細(xì)胞懸浮液，或者可被用作為例如，在任何固相(例如，多孔或聚合物基質(zhì))上絮凝或固定的細(xì)胞。生長時期被定義為從底物進(jìn)入到生產(chǎn)容器中開始，到收獲含有維生素C的上清液(即所謂的收獲流)之間的時期，該時期可根據(jù)，例如，使用的細(xì)胞的濃度和種類、pH、溫度和營養(yǎng)培養(yǎng)基而變動，其優(yōu)選在大約2至大約IOO小時之間。pH和溫度可與生長步驟中的pH和溫度不同，但應(yīng)與生長步驟中的基本上相同。在使用微生物進(jìn)行上述工藝的一種優(yōu)選的實施方式中，生產(chǎn)步驟可以以連續(xù)模式進(jìn)行，這意味著，含有來自生長容器的細(xì)胞的第一種補(bǔ)料流和含有底物的第二種補(bǔ)料流被連續(xù)或間歇補(bǔ)入到生產(chǎn)容器中。第一種流可以僅含有從生長培養(yǎng)基中分離/分開的細(xì)胞，或可以含有直接來自生長步驟的細(xì)胞懸浮液，即，懸浮于生長培養(yǎng)基中的細(xì)胞，而沒有任何中間的細(xì)胞分離、洗滌和/或分離步驟。在本文中定義的第二種補(bǔ)料流可以包括生產(chǎn)步驟的操作所需要的所有其它補(bǔ)料流，例如，以一種或多種不同的流的形式存在的包含底物的生產(chǎn)培養(yǎng)基、用于稀釋的水以及用于控制pH的堿。在關(guān)于使用微生物進(jìn)行上述工藝的方面，當(dāng)兩種流都連續(xù)補(bǔ)料時，第一種流的補(bǔ)料速率與第二種流的補(bǔ)料速率之比可在大約0.01至大約10之間變動，優(yōu)選地，在大約0.01至大約5之間變動，最優(yōu)選地，在大約0.02至大約2之間變動。該比例取決于第一種和第二種流中各自的細(xì)胞和底物的濃度。進(jìn)行本發(fā)明的使用微生物的上述工藝的另一種途徑可以是在生長容器中使用一定細(xì)胞密度的靜止細(xì)胞的工藝。通過技術(shù)人員已知的方法，于600mn處，細(xì)胞密度作為吸收單位(光學(xué)密度)被測得。在一種優(yōu)選的實施方式中，生產(chǎn)步驟中的細(xì)胞密度為至少大約10，更優(yōu)選地，大約10至大約200之間，進(jìn)一步更優(yōu)選地，大約li^大約200之間，進(jìn)一步更優(yōu)選地，大約15至大約120之間，最優(yōu)選地，大約20至大約120之間。在關(guān)于使用微生物進(jìn)行上述工藝的方面，為在生產(chǎn)階段期間(例如，以連續(xù)或半連續(xù)模式進(jìn)行的)，以想要的細(xì)胞密度將細(xì)胞保持于生產(chǎn)容器中，本領(lǐng)域內(nèi)已知的任何手段都可以使用，例如，通過離心、過濾、微濾的膜橫流超濾、傾析、絮凝進(jìn)行的細(xì)胞再利用，通過膜設(shè)備進(jìn)行的細(xì)胞駐留，或細(xì)胞固定。此外，在生產(chǎn)步驟以連續(xù)或半連續(xù)模式進(jìn)行的情況下，從生長容器中連續(xù)或間歇補(bǔ)入細(xì)胞，生產(chǎn)容器中的細(xì)胞密度可被保持于恒定的水平，這例如，通過從生產(chǎn)容器中收獲一定量的細(xì)胞來進(jìn)行，所述的量對應(yīng)于從生長容器中補(bǔ)入的細(xì)胞的量。在關(guān)于使用微生物進(jìn)行上述工藝的方面，從生產(chǎn)容器中回收/收獲在所謂的收獲流中含有的產(chǎn)生出的維生素C。收獲流可以包括，例如，來自生產(chǎn)容器的不含細(xì)胞的水溶液或含有細(xì)胞的水溶液，其中含有通過生產(chǎn)容器中的靜止細(xì)胞從生產(chǎn)底物轉(zhuǎn)化得到的維生素C?？赏ㄟ^本領(lǐng)域內(nèi)己知的任何操作，將仍處于收獲流中的細(xì)胞與維生素C分開，例如，過濾、離心、傾析、膜橫流超濾或微濾、切線流超濾或微濾或死端(deadend)過濾。在該細(xì)胞分離操作之后，收獲流中基本不含細(xì)胞。在另一個方面，本發(fā)明的工藝可組合有將產(chǎn)生的維生素C與收獲流中含有的其它組分分離和/或純化的額外步驟，即，所謂的下游加工步驟。這些步驟可包括技術(shù)人員已知的任何手段，例如，濃縮、結(jié)晶、沉淀、吸附、離子交換、電滲析、兩極膜電滲析和/或反滲透。維生素C可作為游離酸形式或其已知的任何鹽的形式被進(jìn)一步純化，這是通過下述操作手段來進(jìn)行的，例如，用活性炭進(jìn)行處理、離子交換、吸附和洗脫、濃縮、結(jié)晶、過濾和干燥。特別地，將維生素C與收獲流中其它組分的第一次分離可通過例如下述方法的任何合適的組合或重復(fù)來進(jìn)行，所述方法例如兩區(qū)室或三區(qū)室電滲析、兩極膜電滲析、反滲透或吸附(其進(jìn)行于，例如，離子交換樹脂上或非離子樹脂上)。如果獲得的維生素C的形式為L-抗壞血酸的鹽，將該鹽形式轉(zhuǎn)化為游離酸形式可通過例如，兩極膜電滲析、離子交換、模擬移動床色譜技術(shù)等來進(jìn)行。上述步驟的組合也可使用，例如，將電滲析和兩極膜電滲析組合為一個步驟，以及使用模擬移動床色譜方法的多個離子交換步驟的組合。上述任何方案單獨(dú)或組合就構(gòu)成了用于分離和純化產(chǎn)物(即維生素C)的方便的手段。由此獲得的產(chǎn)物還可被進(jìn)一步分離(例如，通過濃縮、結(jié)晶、沉淀、對晶體的洗滌和干燥的方式來進(jìn)行)和/或進(jìn)一步純化(用活性炭處理、離子交換和/或重結(jié)晶)。在一種優(yōu)選的實施方式中，通過一系列上述下游加工步驟來從收獲流中純化維生素C，而不必在該加工中的任何時刻將其轉(zhuǎn)移到非水性溶液中，即，所有步驟都在水性環(huán)境中進(jìn)行。此類優(yōu)選的下游加工方案可以包括，例如，通過兩區(qū)室或三區(qū)室電滲析對來自生產(chǎn)容器的收獲流進(jìn)行濃縮，通過兩極膜電滲析和/或離子交換將濃縮溶液中以其鹽的形式存在的維生素C轉(zhuǎn)化為其酸的形式，通過例如用活性炭、離子交換或非離子樹脂進(jìn)行處理等方法來進(jìn)行純化，接著進(jìn)行進(jìn)一步的濃縮步驟和結(jié)晶。這些晶體可被分離、洗滌和干燥。如果必要的話，晶體還可被重新溶解于水中，用活性炭和/或離子交換樹脂對其進(jìn)行處理，并重結(jié)晶。然后可對上述晶體進(jìn)行分離、洗滌和干燥。本發(fā)明的有利的實施方式通過從屬權(quán)利要求而顯而易見。根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白本發(fā)明的上述和其它方面以及上述和其它實施方式。通過對從G/wco加^cteracWawDSM17078獲得的基因組克隆進(jìn)行測序，來測定包含編碼SMS05蛋白的SEQIDNO:1的核苷酸序列的基因的序列。本發(fā)明還涉及編碼SEQIDNO:2所示的SMS05多肽的至少一個生物活性片段或衍生物的多核苷酸。本文中使用的"生物活性片段或衍生物"表示保留有與SEQIDNO:2所示的多肽基本相同的生物功能或活性的多肽。生物活性的例子可以例如是酶活、信號傳遞活性或抗體反應(yīng)活性。術(shù)語"相同的生物功能"或"功能等同物"在本文中使用時表示蛋白質(zhì)與SEQIDNO:2所示的多肽具有基本相同的生物活性，例如，酶活性、信號傳遞活性或者抗體反應(yīng)活性。本發(fā)明的多肽和多核苷酸優(yōu)選a經(jīng)分離的形式提供，優(yōu)選地，被純化至均質(zhì)。術(shù)語"經(jīng)分離的"表示物質(zhì)被移出其原來的環(huán)境(例如，如果其天然存在的話，就是天然環(huán)境)。例如，活的微生物中存在的天然存在的多核苷酸或多肽不是經(jīng)分離的，但與天然系統(tǒng)中的一些或全部共存物質(zhì)分開的同樣的多核苷酸或多肽就是經(jīng)分離的。此類多核苷酸可以是載體的一部分和/或此類多核苷酸或多肽可以是組合物的一部分，但仍然是經(jīng)分離的，因為此類載體或組合物并非其天然環(huán)境的一部分。本文中使用的經(jīng)分離的多核苷酸或核酸可以是這樣的DNA或RNA，它們與從中獲得該多核苷酸或核酸的生物的天然存在的基因組中緊密相鄰的兩條編碼序列(5'末端一條，3'末端一條)并非緊密相鄰。因此，在一種實施方式中，核酸包括與編碼序列緊密相鄰的5'非編碼(例如，啟動子)序列的一些或全部。術(shù)語"經(jīng)分離的多核苷酸"因此包括，例如，加入到載體中、加入到自主復(fù)制質(zhì)粒或病毒中，或者加入到原核生物或真核生物的基因組DNA中的重組DNA，或者作為獨(dú)立于其它序列的單獨(dú)分子(例如，通過PCR或限制性內(nèi)切酶處理產(chǎn)生的cDNA或基因組DNA片段)存在的重組DNA。其還包括是雜合體基因的一部分的重組DNA，所述基因編碼基本不含細(xì)胞物質(zhì)、病毒物質(zhì)或培養(yǎng)基(當(dāng)通過重組DNA技術(shù)生產(chǎn)時)或化學(xué)前體或其它化學(xué)物質(zhì)(當(dāng)通過化學(xué)方式合成時)的額外多肽。此外，"經(jīng)分離的核酸片段"是這樣的核酸片段其天然并不作為片段存在，并且將不會在天然狀態(tài)被發(fā)現(xiàn)。本文中使用的術(shù)語"多核苷酸"、"基因"和"重組基因"指可與染色體DNA分離開的、包括編碼蛋白質(zhì)(例如，G.oxW^wDSM17078SMS蛋白)的開放讀碼框的核酸分子。多核苷酸可包括，例如，SEQIDNO:l所示的多核苷酸序列或其片段以及基因序列上游或下游的區(qū)域，所述區(qū)域可包括，例如，對于由其獲得的多肽的適當(dāng)表達(dá)和穩(wěn)定來說重要的啟動子區(qū)域、調(diào)控子區(qū)域和終止子區(qū)域?；蚩砂ň幋a序列、非編碼序列(例如，位于基因編碼區(qū)域3'末端和5'末端的非翻譯序列)和調(diào)控序列。此外，基因指本文定義的經(jīng)分離的核酸分子。技術(shù)人員還將理解一，導(dǎo)致SMS蛋白氨基酸序列的變化的DNA序列多態(tài)性可存在于種群(population)中，例如，G/wcowo6acterojc;;g^w種群中。SMS05基因中的此類遺傳多態(tài)性可由于天然變異存在于種群的個體間，或者存在于不同種群的細(xì)胞中。典型地，此類天然變異可導(dǎo)致SMS05基因核苷酸序列中1-5%的變化度。作為天然變異結(jié)果的、并且不會改變SMS蛋白的功能活性的SMS05中的任何以及全部此類核苷酸變異和由此得到的氨基酸多態(tài)性也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本文中使用的術(shù)語"多核苷酸"或"核酸分子"意欲包括DNA分子(例如，cDNA或基因組DNA)和RNA分子(例如mRNA)以及使用核苷酸類似物產(chǎn)生的DNA或RNA的類似物。核酸分子可以是單鏈或雙鏈的，但優(yōu)選是雙鏈DNA?？墒褂霉押塑账犷愃莆锘蜓苌?例如，肌苷或磷硫酰核苷酸)來合成核酸。此類寡核苷酸可用于例如，制備具有改變的堿基配對能力或增加的對核酸酶的抗性的核酸。本文中提供的序列信息不應(yīng)被狹義理解為需要包括進(jìn)被錯誤鑒定的堿基。本文公開的特定序列可以很容易地用于從能將給定碳源直接轉(zhuǎn)化為維生素C的重組或非重組微生物(特別是G/wco"o^cterowAms，優(yōu)選地，G/wcwokzcferox;;Az似DSM17078)中分離出完整基因，隨后可容易地對該基因進(jìn)行進(jìn)一步的序列分析，由此鑒定出測序錯誤。除非特別指明，本文中通過對DNA分子進(jìn)行測序來確定的所有核苷酸序列都是用自動DNA測序儀(測定的，并且，本文測定的DNA分子編碼的多肽的所有氨基酸序列都是通過對按照上文所述測定的DNA序列進(jìn)行翻譯來推測的。因此，如本領(lǐng)域所已知的，對由該自動方法所測定的任何DNA序列而言，本文所測定的任何核苷酸序列都可能含有一些錯誤。典型地，通過自動方法測出的核苷酸序列與被測序的DNA分子的實際核苷酸序列至少大約90%同源，更典型地，至少大約95%至至少大約99.9%相同。通過其它方法，包括本領(lǐng)域內(nèi)公知的人工DNA測序方法，可對實際序列進(jìn)行更為精確的測定。也如本領(lǐng)域所已知的，測得的核苷酸序列中較之實際序列的單個插入或缺失將會導(dǎo)致核苷酸序列翻譯中的讀碼框位移，使得從此類插入或缺失的點(diǎn)開始，測得的核苷酸序列編碼的預(yù)計氨基酸序列完全不同于被測序也DNA分子實際編碼的氨基酸序列。本領(lǐng)域技術(shù)人員能鑒定出此類被錯誤鑒定的堿基，并且知道如何改正此類錯誤。根據(jù)本發(fā)明的核酸分子可以僅包含本發(fā)明提供的核酸序列(例如，SEQIDNO:1示出的序列)的一部分或片段，例如，可用作為探針或引物的片段(例如SEQIDN0:3或SEQIDNO:4)或編碼根據(jù)本發(fā)明的蛋白的一部分的片段。從對SMS05基因的克隆測定的核苷酸序列允許產(chǎn)生被設(shè)計來鑒定和/或克隆SMS05家族其它成員以及來自其它物種的SMS05同源體的探針和引物。典型地，該探針/引物包含基本純化的寡核苷酸，其典型地包含與SEQIDNO:1所示的核苷酸序列或其片段或衍生物的至少大約12或15個、優(yōu)選大約18或20個、更優(yōu)選大約22或25個、進(jìn)一步更優(yōu)選大約30、35、40、45、50、55、60、65或75個或更多個連續(xù)核苷酸雜交(優(yōu)選地，在高度嚴(yán)謹(jǐn)條件下雜交)的核苷酸序列區(qū)域。還可通過聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR),使用基于本文含有的序列信息設(shè)計的合成寡核苷酸引物，分離出包含SEQIDNO:1的核苷酸序列的全部或一部分的核酸分子?？砂凑諛?biāo)準(zhǔn)PCR擴(kuò)增技術(shù)，用cDNA、mRNA或者基因組DNA作為模板，使用合適的寡核苷酸引物，來擴(kuò)增本發(fā)明的核酸。由此擴(kuò)增的核酸可被克隆進(jìn)合適的載體，并通過DNA序列分析加以表征。根據(jù)本發(fā)明的多核苷酸的片段還可包含不編碼功能多肽的多核苷酸。此類多核苷酸可作為探針或引物用于PCR反應(yīng)。不管其編碼功能或非功能多肽，根據(jù)本發(fā)明的核酸都可用作為雜交探針或聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)引物。不編碼具有SMS05活性的多肽的本發(fā)明核酸分子的用途包括(1)從cDNA文庫(例如來自除G/wcwwkzctero:cj;^ms外的其它生物)分離編碼本發(fā)明蛋白的基因或其等位變體，以及(2)用于探測特定細(xì)胞中所述蛋白的mRNA的表達(dá)的Northern印跡分析，或(3)用于增強(qiáng)和/或提高同源SMS05基因在所述其它生物中的功能或活性?；诒疚奶峁┑暮塑账嵝蛄械奶结樋捎糜跈z測編碼同樣或同源蛋白(例如，其它生物中的)的轉(zhuǎn)錄本或基因組序列。可基于其與本文公開的G.xo少c/a/wSMS05核酸的同源性，使用G.ox少&wDNA或其一部分作為雜交探針，按照標(biāo)準(zhǔn)雜交技術(shù)，優(yōu)選在高度嚴(yán)謹(jǐn)雜交條件下，分離出對應(yīng)于本發(fā)明的G.xo少^似SMS05DNA的天然變體或非G.ac_y&ra同源體的核酸分子，它們也包括在本發(fā)明內(nèi)。在優(yōu)選的實施方式中，探針還包含與其附著的標(biāo)記基團(tuán)，例如，標(biāo)記基團(tuán)可以是放射性同位素、熒光化合物、酶或酶的輔助因子。例如，可使用基于本文教導(dǎo)的核苷酸序列設(shè)計的兩套簡并寡核苷酸引物庫，進(jìn)行PCR來分離同源基因序列。用于反應(yīng)的模板可以是通過對從已知能表達(dá)或懷疑能表達(dá)根據(jù)本發(fā)明的多核苷酸的菌株制備的mRNA進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄獲得的cDNA。PCR產(chǎn)物可被亞克隆及測序，以確保擴(kuò)增出的序列代表本文所述的新的核酸序列或其功能等同物的序列。然后可通過多種已知方法，用PCR片段分離全長cDNA克隆。例如，可標(biāo)記擴(kuò)增出的片段，用其篩選噬菌體或粘粒cDNA文庫?；蛘撸?jīng)標(biāo)記的片段可用于篩選基因組文庫。PCR技術(shù)還可用于從其它生物分離全長cDNA。例如，可按照標(biāo)準(zhǔn)方案，從合適的細(xì)胞或組織來源分離RNA?？稍赗NA上進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)，其中使用與擴(kuò)增片段的5'最末端具有特異性的寡核苷酸引物，以引導(dǎo)第一鏈合成。然后可使用標(biāo)準(zhǔn)的末端轉(zhuǎn)移酶反應(yīng)，對得到的RNA/DNA雜交體"加尾"(例如，用鳥嘌呤)，可用RNaseH消化雜交體，然后可(例如，用poly-C引物)引導(dǎo)第二鏈合成。由此，可容易地分離擴(kuò)增的片段上游的cDNA序列。關(guān)于有用的克隆策略的綜述，參見，例如上文所述的Sambrooketal.和上文所述的Ausubeletal.。此外，編碼SMS05家族其它成員、具有與根據(jù)SEQIDNO:1的核苷酸序列不同的核苷酸序列的核酸也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。此外，編碼來自其它物種的SMS05蛋白、具有與SEQIDNO:1示出的核苷酸序列不同的核苷酸序列的核酸也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明還涉及經(jīng)^^離的多核苷酸，其可在嚴(yán)謹(jǐn)條件下(優(yōu)選地，高度嚴(yán)謹(jǐn)條件下)與本發(fā)明的多核苷酸(例如，SEQIDNO:1所示的多核苷酸)雜交。有利地，此類多核苷酸可從能將給定的碳源直接轉(zhuǎn)化為維生素C的微生物(特另ll是G7w簡o&"e廠o一,，優(yōu)選地，G7w謹(jǐn)oteteroxy&wDSM17078)中獲得。本文中用到的術(shù)語"雜交"被用來描述雜交和洗滌，在所述雜交和洗滌條件下，典型地，互相之間同源性為至少約50%、至少約60%、至少約70%、更優(yōu)選為至少約80%、進(jìn)一步優(yōu)選為至少約85%到90%、最優(yōu)選為至少95%的核苷酸序列保持相互雜交的狀態(tài)。在一種實施方式中，本發(fā)明的核酸與SEQIDNO:1所示的核酸序列或其互補(bǔ)序列至少40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%同源或更同源。此類嚴(yán)謹(jǐn)雜交條件的一個優(yōu)選的非限制的例子是在6x氯化鈉/檸檬酸鈉(SSC)中，大約45。C下雜交，隨后在lxSSC、0.1。/。SDS中，50°C下進(jìn)行一次或多次洗滌，洗滌優(yōu)選在55。C下，更優(yōu)選在60。C下，進(jìn)一步優(yōu)選在65。C下進(jìn)行。高度嚴(yán)謹(jǐn)條件包括使用經(jīng)標(biāo)記的DNA探針(例如，用地高辛(DIG)標(biāo)記的DNA探針)在42。C溫育數(shù)天(例如2-4天)，接著在2xSSC禾卩0.1%SDS中于室溫下洗一次或多次，以及在65-68°C，于0.5xSSC和0.1%SDS或0.1xSSC和0.1%SDS中洗一次或多次。特別地，高度嚴(yán)謹(jǐn)條件包括，例如，在溶液中，例如含或不含100yg/ml的鮭魚精DNA的DigEasyHyb溶液(RocheDiagnosticsGmbH)中，或包含50%甲酰胺、5xSSC(150mMNaCl、15mM檸檬酸三鈉)、0.02%十二垸基磺酸鈉、0.1%N-月桂酰肌氨酸和2%封閉試劑(RocheDiagnosticsGmbH)的溶液中，使用地高辛(DIG)標(biāo)記的DNA探針(例如通過用RocheDiagnosticsGmbH，68298Mannheim,Germany的DIG標(biāo)記系統(tǒng)來制備的)在42。C溫育2小時至4天，接著在2xSSC和0.1。/。SDS中，于室溫下，洗兩次膜，每次5至15分鐘，然后在65-68。C，于0.5xSSC和0.:r/。SDS或0.1xSSC和CU%SDS中洗兩次，每次15-30分鐘。優(yōu)選地，與本發(fā)明的核苷酸序列雜交(優(yōu)選在高度嚴(yán)謹(jǐn)條件下雜交)的本發(fā)明的經(jīng)分離的核酸對應(yīng)于天然存在的核酸分子。本文中使用的"天然存在的"核酸分子指具有天然存在的核苷酸序列的RNA或DNA分子(例如，編碼天然蛋白質(zhì))。在一種實施方式中，核酸編碼天然的G.oxjy/願SMS05蛋白。技術(shù)人員知道何種條件適合用于嚴(yán)謹(jǐn)雜交條件及高度嚴(yán)謹(jǐn)雜交條件。本領(lǐng)域中易于獲得關(guān)于此類條件的其它指導(dǎo)，例如，在Sambrooketal.,1989,MolecularCloning,ALaboratoryManual,ColdSpringHarborPress,N.Y.;禾口Ausubeletal.(eds.)，1995,CurrentProtocolsinMolecularBiology,(JohnWiley&Sons,N.Y.)中。當(dāng)然，僅與poly(A)序列(例如mRNA的3'末端poly(A)區(qū))或僅與T(或U)殘基的互補(bǔ)性延伸區(qū)段(stretch)雜交的多核苷酸將不會被包括在用于與本發(fā)明核酸的一部分特異性雜交的本發(fā)明多核苷酸中，因為此類多核苷酸將與任何含有poly(A)延伸區(qū)段的核酸分子或其互補(bǔ)序列(例如，實際上是任何雙鏈的cDNA克隆)雜交。采用典型手段，可以對從其它生物，例如能將給定碳源直接轉(zhuǎn)化為維生素C的微生物(特別是其它G/wco"otecfer物種)構(gòu)建的DNA文庫進(jìn)行篩選。例如，可以通過Southern和/或Northern印跡分析來對G7wco"oZacfer的菌株進(jìn)行篩選。在探測到與本發(fā)明多核苷酸同源的轉(zhuǎn)錄本之后，可以利用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，由分離自合適菌株的RNA來構(gòu)建cDNA文庫?；蛘?，可以使用能與本發(fā)明多核苷酸雜交的探針來對全基因組DNA文庫進(jìn)行篩選?？墒褂脴?biāo)準(zhǔn)的分子生物學(xué)技術(shù)以及本文提供的序列信息，來分離本發(fā)明的核酸序列，例如SEQIDNO:1所示的核酸分子或其片段或衍生物。例如，可使用標(biāo)準(zhǔn)雜交和克隆技術(shù)(例如，Sambrook,J.，F(xiàn)ritsh，E.F.,和Maniatis,T.MolecularCloning:ALaboratoryManual.2nd，ed.，ColdSpringHarborLaboratory,ColdSpringHarborLaboratoryPress,ColdSpringHarbor,NY,1989所述)，使用SEQIDNO:1所示的核酸分子的全部或一部分作為雜交探針，』,分離根據(jù)本發(fā)明的核酸分子。此外，可通過標(biāo)準(zhǔn)合成技術(shù)(例如，使用自動DNA合成儀)來制備對應(yīng)于本發(fā)明的核苷酸序列的寡核苷酸或可與本發(fā)明的核苷酸序列雜交的寡核苷酸。術(shù)語"同源性"或"相同性百分比"在本文中可互換使用。就本發(fā)明的目的而言，在此定義為確定兩條氨基酸序列或兩條核酸序列的相同性百分比，本著最優(yōu)比較的目的(例如，可以在第一條氨基酸序列或核苷酸序列上引入缺口，以與第二條氨基酸序列或核苷酸序列達(dá)到最佳的比對)，對序列進(jìn)行比對。然后對相應(yīng)氨基酸位置或核苷酸位置上的氨基酸殘基或核苷酸進(jìn)行比較。如果第一條序列上某位置的氨基酸殘基或核苷酸與第二條序列上相應(yīng)位置的相同，那么這些分子在此位置就是相同的。兩條序列間的相同性百分比是所述序列共有的相同位置的數(shù)量的函數(shù)(即，%相同性=相同位置的數(shù)量/位置(即重疊位置)總數(shù)x100)。優(yōu)選地，這兩條序列長度相同。技術(shù)人員會知道有若干計算機(jī)程序可被用于確定兩條序列間的同源性。例如，可以使用數(shù)學(xué)算法來完成對序列的比對和對兩條序列間相同性百分比的確定。在一種優(yōu)選的實施方式中，使用Needleman和Wunsch(J.Mol.Biol.(48):444-453(1970))算法來確定兩條氨基酸序列間的相同性百分比，所述算法已被合并到GCG軟件包(可從http:〃www.accelrvs.com獲得)的GAP程序中，其中使用Blossom62矩陣或PAM250矩陣，缺口權(quán)重為16、14、12、10、8、6或4，長度權(quán)重為1、2、3、4、5或6。技術(shù)人員會意識到上述的所有不同參數(shù)將導(dǎo)致有細(xì)微區(qū)別的結(jié)果，但是使用不同算法時兩條序列的總體％相同性不會有顯著改變。在又一種實施方式中，使用GCG軟件包(可從http://www.accelrvs.com獲得)的GAP程序來確定兩條核苷酸序列間的相同性百分比，其中使用NWSgapdna.CMP矩陣，缺口權(quán)重為40、50、60、70或80，長度權(quán)重為1、2、3、4、5或6。在另一種實施方式中，使用E.Meyers和W.Miller(CABIOS，4:11-17(1989))的算法來確定兩條氨基酸序列或核苷酸序列的相同性百分比，所述算法已被合并到ALIGN程序(2.0版)—(可從http:〃vega.igh.cnrs.fr/bin/align-guess.cgi獲f導(dǎo))中，其中使用PAM120權(quán)重殘基表，缺口長度懲罰(penalty)為12，缺口懲罰為4。本發(fā)明的核酸和蛋白質(zhì)序列可以進(jìn)一步地被用作"查詢序列"來進(jìn)行針對公眾數(shù)據(jù)庫的搜索，例如，去鑒定相關(guān)序列或家族中其它成員。可以使用Altschul,etal.(1990)J.Mol.Biol.215:403-10的BLASTN禾[IBLASTX程序(2.0版)來進(jìn)行此類搜索。可以用BLASTN程序，以分?jǐn)?shù)=100，字長(wordlength)=12來進(jìn)行BLAST核苷酸搜索，以獲得與本發(fā)明的核酸分子同源的核苷酸序列?？梢杂肂LASTX程序，以分?jǐn)?shù)=50，字長=3來進(jìn)行BLAST蛋白質(zhì)搜索，以獲得與本發(fā)明的蛋白質(zhì)分子同源的氨基酸序列。本著比較的目的，為獲得有缺口的比對，可以利用Altschuletal.,(1997)NucleicAcidsRes.25(17):3389-3402中描述的GappedBLAST。當(dāng)利用BLAST禾口GappedBLAST程序時，可以使用各個程序(例如BLASTX和BLASTN)的缺省參數(shù)。見http:〃www.ncbi.nlm.nih.gov。在另一種優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明的經(jīng)分離的核酸分子包含是本發(fā)明的核苷酸序列(例如，SEQIDNO:1所示的序列)的互補(bǔ)序列的核酸分子。與本文公開的核苷酸序列互補(bǔ)的核酸分子是這樣的序列其與SEQIDNO:1所示的核苷酸序列足夠互補(bǔ)，從而其可與所述核苷酸序列雜交，由此形成穩(wěn)定的雙鏈體(duplex)。在另一種優(yōu)選的實施方式中，SEQIDNO:1所示的本發(fā)明的核酸或其互補(bǔ)序列含有至少一處突變，所述突變導(dǎo)致基因產(chǎn)物具有經(jīng)修飾的功能/活性。所述至少一處突變可通過本文所述的方法引入。在一個方面，所述至少一處突變導(dǎo)致產(chǎn)生這樣的SMS05蛋白其功能和/或活性較之野生型副本而言被部分或全部破壞。用于引入此類突變的方法是本領(lǐng)域公知的。本文中使用的術(shù)語——活性的"降低"包括減少生產(chǎn)生物中一種或多種多肽的活性，所述多肽是本文所述的相應(yīng)的多核苷酸編碼的。本領(lǐng)域中可獲得用于降低給定蛋白(在本文的情況下是SMS05蛋白)活性的多種方法。通常，可減少蛋白質(zhì)的比活性或者可以減少蛋白質(zhì)的拷貝數(shù)。為協(xié)助這種減少，對應(yīng)于本文所述多核苷酸的基因的拷貝數(shù)可被減少，例如，通過基因的欠表達(dá)(underexpressed)或者對基因的打斷來實現(xiàn)。如果基因的轉(zhuǎn)錄水平較之野生型基因降低，所述基因就被說成是"欠表達(dá)"。這可以通過例如Northern印跡雜交分析來測量，Northern印跡雜交分析對作為基因表達(dá)指示的mRNA的量進(jìn)行定量。在本文中，如果產(chǎn)生的mRNA的量較之野生型基因產(chǎn)生的mRNA的量減少了至少1%、2%、5%、10%、25%、50%、75%、100%、200%或者甚至超過500%，那么該基因就是欠表達(dá)的?；蛘撸墒褂萌鯁幼觼碇笇?dǎo)多核苷酸的表達(dá)。在另一種實施方式中，基因的啟動子、調(diào)控區(qū)域和/或核糖體結(jié)合位點(diǎn)可被改變，以獲得對表達(dá)的負(fù)調(diào)。還可以通過減少信使RNA的相對半壽期來降低表達(dá)。在另一種實施方式中，還可以通過在多肽氨基酸序列中利用能減少活性的一處或多處突變來減少多肽自身的活性。例如，改變多肽與其相應(yīng)底物的親和性可導(dǎo)致活性降低。類似地，可減少肽的相對半壽期。在基因表達(dá)降低或者比活性降低的情況下，可通過改變細(xì)胞培養(yǎng)基的組成和/或用于培養(yǎng)的方法來達(dá)成這種降低。本文中使用的"降低的表達(dá)"或"降低的活性"表示較之野生型蛋白、多核苷酸、基因、或多核苷酸或多肽被降低之前存在的蛋白的活性和/或濃度而言，至少5%、10%、25%、50%、75%、100%、200%或者甚至超過500%的減少。還可通過將蛋白與其活性的特異性或一般性抑制劑相接觸來降低SMS05蛋白的活性。術(shù)語"降低的活性"、"減少的或消失的活性"在本文中可互換使用。本發(fā)明的另一方面涉及載體，所述載體含有編碼本發(fā)明蛋白質(zhì)的核酸或其功能等同物或一部分。在本文中使用的術(shù)語"載體"指能運(yùn)送連接到其上的另一個核酸分子的核酸分子。一種載體類型是"質(zhì)粒"，"質(zhì)粒"指環(huán)狀的雙鏈DNA環(huán)，另外的DNA片斷可以連接到所述的環(huán)上。另一種載體的類型是病毒載體，其中，另外的DNA片斷可以連接到病毒基因組中。某些載體能在其被引入的宿主細(xì)胞中進(jìn)行自主復(fù)制(例如，具有細(xì)菌的復(fù)制起點(diǎn)的細(xì)菌載體)。其它載體在被引入宿主細(xì)胞之后就被整合進(jìn)宿主細(xì)胞的基因組中，因此它們與宿主基因組一同復(fù)制。本發(fā)明的重組表達(dá)載體包含本發(fā)明的核酸，所述核酸存在的形式適合于該核酸在宿主細(xì)胞中的表達(dá)，這意味著該重組表達(dá)載體包括一段或多段調(diào)控序列，所述調(diào)控序列是基于將用于表達(dá)的宿主細(xì)胞來選擇的，其被可.操作地連接到將要表達(dá)的核酸序列上。在重組表達(dá)載體中，"可操作地連接"被用來表示人們感興趣的核苷酸序列被連接到調(diào)控序列上，所述的連接以允許該核苷酸序列表達(dá)(例如，在體外轉(zhuǎn)錄/翻譯系統(tǒng)中表達(dá)，或者當(dāng)載體被引入宿主細(xì)胞中時，在該宿主細(xì)胞中的表達(dá))的方式進(jìn)行。術(shù)語"調(diào)控序列"將包括啟動子、增強(qiáng)子和其它表達(dá)控制元件(例如，.弱化子)。例如，在Goeddel;GeneExpressionTechnology:MethodsinEnzymology185,AcademicPress,SanDiego,CA(1990)中對此類調(diào)控序列進(jìn)行了描述。調(diào)控序列包括在很多種宿主細(xì)胞中指導(dǎo)核苷酸序列的組成型或誘導(dǎo)型表達(dá)的調(diào)控序列，也包括僅在某些宿主細(xì)胞中指導(dǎo)核苷酸序列表達(dá)的調(diào)控序列(例如，組織特異性調(diào)控序列)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到，對表達(dá)載體的設(shè)計可能取決于以下因素例如對將被轉(zhuǎn)化的宿主細(xì)胞的選擇，期望獲得的蛋白質(zhì)的表達(dá)水平等。本發(fā)明的表達(dá)載體可以被引入宿主細(xì)胞，由此生產(chǎn)本文所述的核酸編碼的蛋白質(zhì)或肽，其包括但不限于本文所述的核酸編碼的突變體蛋白、其片段、其變體或功能等同物以及融合蛋白，例如，SMS05蛋白、SMS05蛋白的突變體形式、融合蛋白等。為了在合適的微生物中表達(dá)SMS05蛋白，可對本發(fā)明的重組表達(dá)載體加以設(shè)計。例如，根據(jù)本發(fā)明的蛋白可在細(xì)菌細(xì)胞中表達(dá)，例如，在屬于G7wccwoZ)(2cter、G7wco加ce勵acte廠或Jc"o6a"er屬的菌株中表達(dá)。在本發(fā)明中有用的表達(dá)載體包括源自染色體、游離體和病毒的載體，例如源自細(xì)菌質(zhì)粒、噬菌體的載體和源自上述物質(zhì)的組合的載體，例如源自質(zhì)粒和噬菌體遺傳元件的載體，例如粘粒和噬菌粒(phagemid)。DNA插入應(yīng)當(dāng)被可操作地連接到合適的啟動子上，啟動子可以是組成型啟動子或可誘導(dǎo)的啟動子。技術(shù)人員知道如何選擇合適的啟動子。表達(dá)構(gòu)建體可以含有用于轉(zhuǎn)錄起始、終止的位點(diǎn)，還可在轉(zhuǎn)錄區(qū)域含有核糖體結(jié)合位點(diǎn)，以用于翻譯。由構(gòu)建體表達(dá)的成熟轉(zhuǎn)錄本的編碼部分可優(yōu)選包括處于起點(diǎn)的起始密碼子，以及恰當(dāng)?shù)囟ㄎ挥诖g的多肽末尾的終止密碼子?？赏ㄟ^傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)染技術(shù)將載體DNA引入合適的宿主細(xì)胞a..本文中使用的術(shù)語"轉(zhuǎn)化"、"轉(zhuǎn)橋聯(lián)(transconjugation)"和"轉(zhuǎn)染"意指本領(lǐng)域內(nèi)已知的、用于將外源核酸(例如DNA)引入到宿主細(xì)胞中的多種技術(shù)，包括磷酸鈣或氯化鈣共沉淀、DEAE-葡聚糖介導(dǎo)的轉(zhuǎn)染、轉(zhuǎn)導(dǎo)、感染、脂質(zhì)轉(zhuǎn)染、陽離子脂介導(dǎo)的轉(zhuǎn)染或電穿孔。用于對宿主細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)染的合適方法可在Sambrook，etal.(上文所述的)，Davisetal.:BasicMethodsinMolecularBiology(1986)及其它實驗手冊中找到。為對已將外源DNA整合進(jìn)它們基因組的細(xì)胞進(jìn)行鑒定和選擇，通常，將編碼選擇標(biāo)記(例如，對抗生素的抗性)的基因與感興趣的基因一起引入宿主細(xì)胞。優(yōu)選的選擇標(biāo)記包括賦予對藥物(例如卡納霉素、四環(huán)素、氨芐青霉素和鏈霉素)抗性的那些。編碼選擇標(biāo)記的核酸優(yōu)選在與編碼根據(jù)本發(fā)明的蛋白的載體相同的載體上引入宿主細(xì)胞，或者其可在單獨(dú)的載體上引入，該載體例如是自殺性載體，其不能在宿主細(xì)胞中復(fù)制?？赏ㄟ^藥物選擇鑒定出經(jīng)過引入的核酸穩(wěn)定轉(zhuǎn)染的細(xì)胞(例如，已合并有選擇標(biāo)記基因的細(xì)胞將存活，而其它細(xì)胞會死亡)。本發(fā)明還提供了經(jīng)分離的多肽，其具有SEQIDNO:2所示的氨基酸序列或可通過在合適的宿主中表達(dá)本發(fā)明的多核苷酸(例如，SEQIDNO:l所示的多核苷酸序列)獲得的氨基酸序列。根據(jù)本發(fā)明的多肽可僅含對SEQIDNO:2所示的氨基酸序列中一個或多個氨基酸的保守取代，或?qū)Ψ顷P(guān)鍵氨基酸的取代、插入或缺失。因此，非關(guān)鍵氨基酸是SEQIDNO:2所示的氨基酸序列中可被改變、且不會對生物功能造成實質(zhì)性影響的殘基。例如，在本發(fā)明的蛋白質(zhì)之間保守的氨基酸殘基被預(yù)計為對改變特別不敏感。此外，在根據(jù)本發(fā)明的蛋白質(zhì)和其它SMS05蛋白之間保守的氨基酸也對改變不太敏感。術(shù)語"保守取代"用于表示下述取代，其中，氨基酸殘基被具有相似側(cè)鏈的氨基酸殘基所取代。這些家族是本領(lǐng)域已知的，其包括具有堿性側(cè)鏈(例如，賴氨酸、精氨酸和組氨酸)、酸性側(cè)鏈(例如，天冬氮酸和谷氨酸)、不帶電荷的極性側(cè)鏈(例如，甘氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸、半胱氨酸)、非極性側(cè)鏈(例如，丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、色氨酸)、帶beta支鏈側(cè)鏈(例如，蘇氨酸、纈氨酸、異亮氨酸)和芳香族側(cè)鏈(例如，酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、組氨酸)的氨基酸。如上所述，本發(fā)明的多核苷酸可用于對合適的宿主細(xì)胞進(jìn)行遺傳工程改造，使其在發(fā)酵中更好且更有效，例如，在對維生素c的直接發(fā)酵工藝中更好且更有效。根據(jù)本發(fā)明，提供了經(jīng)遺傳工程改造/重組產(chǎn)生的宿主細(xì)胞(也被稱為重組細(xì)胞或經(jīng)轉(zhuǎn)化細(xì)胞)，其攜帶有此類經(jīng)修飾的多核苷酸，其中，相連的蛋白的功能較之野生型細(xì)胞而言被顯著修飾，使得對一種或多種發(fā)酵產(chǎn)物(例如維生素c)的生產(chǎn)的產(chǎn)率、產(chǎn)量和/或效率被提高。宿主細(xì)胞可選自能從給定的碳源直接生產(chǎn)一種或多種發(fā)酵產(chǎn)物(例如維生素C)的微生物，特別是G/腳wotefero—畫，優(yōu)選地，G.，cteDSM17078。"經(jīng)轉(zhuǎn)化細(xì)胞"或"重組細(xì)胞"是已通過重組DNA技術(shù)向其(或其祖先細(xì)胞)中引入了根據(jù)本發(fā)明的核酸的細(xì)胞，或者是其中SMS05蛋白的活性已被降低和/或消失的細(xì)胞。合適的宿主細(xì)胞包括能生產(chǎn)給定發(fā)酵產(chǎn)物(例如，能將給定碳源直接轉(zhuǎn)化為維生素C)的微生物的細(xì)胞。特別地，其包括來自i^et^/畫owfls、尸awtoea、5^c/eWc/z/a、C0/3w6ac妙/謹(jǐn)、《etogw/owZc/gem'簡屬的菌株，以及乙酸細(xì)菌，例如G7固"o&cter、v4ce^6a^er或G/wconacefoZjac^e/-，優(yōu)選土也，」ce/o6acfer^p.、Jc6fo6flCe廠Am7a"c/z'cws、G7wco"o6acterox_y<ia7W，更優(yōu)選地，G.ca^ams最優(yōu)選地，G.oxj^msDSM17078。為提高某重組宿主細(xì)胞對維生素C的產(chǎn)生，可在該生物中抑制SMS05基因的表達(dá)，這例如通過耙向與SMS05核苷酸序列的調(diào)控區(qū)域(例如，SMS05啟動子和/或增強(qiáng)子)互補(bǔ)的核苷酸序列，以形成三螺旋結(jié)構(gòu)，阻止靶細(xì)胞中SMS05基因的轉(zhuǎn)錄來實現(xiàn)。一般而言，見Helene,C.(1991)AnticancerDrugDes.6(6):569-84;Helene，C.etal.(1992)Ann.N.YAcadSci.660:27-36和Maher，L.J.(1992)Bioassays14(12):807-15。還可通過對SMS05基因加以修飾來抑制或阻止基因表達(dá)，例如，通過向SMS05基因中引入一處或多處突變來實現(xiàn)，其中所述突變導(dǎo)致產(chǎn)生較之野生型蛋白而言功能顯著降低的SMS05蛋白。因此，在另一種實施方式中，從SEQIDNO:1所示的多核苷酸或其等同物獲得攜帶至少一處突變的多核苷酸。本文中使用的突變可以是導(dǎo)致功能更弱或更不穩(wěn)定的多肽(例如，功能更弱或更不穩(wěn)定的SMS05基因產(chǎn)物)的任何突變。這可包括，例如，在微生物基因組中的下述改變其干擾了SMS05的合成，或者導(dǎo)致SMS05蛋白以改變的氨基酸序列表達(dá)，該改變使得該蛋白的功能較之具有未被改變的氨基酸序列的野生型副本而言被完全或部分破壞。干擾可在轉(zhuǎn)錄水平、翻譯水平或翻譯后水平上發(fā)生。微生物基因組中的改變可例如通過單交叉重組或多交叉重組用含有改變的DNA序列替換野生型DNA序列來進(jìn)行。為了能方便地選擇出基因組被改變的微生物轉(zhuǎn)化子，該改變可以例如是編碼抗生素抗性基因的DNA序列，或者編碼補(bǔ)足微生物可能的營養(yǎng)缺陷型的基因的DNA序列。突變可包括但不限于缺失-插入突變。此類改變的例子包括基因打斷，即對基因加以擾亂，使得通常由該基因生產(chǎn)的產(chǎn)物不以功能性形式產(chǎn)生。這可通過完全缺失、選擇性標(biāo)記的缺失和插入、選擇性標(biāo)記的插入、讀碼框位移突變、同框(in-frame)缺失或者導(dǎo)致成熟前終止的點(diǎn)突變導(dǎo)致。在這些情況中的一些中，基因的整條mRNA不存在，在另一些中，產(chǎn)生的mRNA的量有所變化。在所有情況下，所述基因編碼的多肽都不以功能性形式產(chǎn)生，其或者不存在或者以經(jīng)突變形式存在，例如，具有本文定義的降低的活性的蛋白。還可通過下述方法獲得微生物基因組中導(dǎo)致功能更弱或沒有功能的多肽的改變使用例如化學(xué)誘變劑、輻射或轉(zhuǎn)座子對微生物基因組進(jìn)行隨機(jī)誘變，以及選擇或篩選出是一種或多種發(fā)酵產(chǎn)物的更好的或更有效的生產(chǎn)菌株的突變體。用于篩選和選擇的標(biāo)準(zhǔn)方法是技術(shù)人員已知的。在一種特定實施方式中，需要敲除本發(fā)明的SMS05基因，g卩，其中，當(dāng)引入合適的宿主細(xì)胞時，其基因表達(dá)被人工遏制，以提高對發(fā)酵產(chǎn)物生產(chǎn)的產(chǎn)率、生產(chǎn)能力和/或效率。用于提供敲除的方法以及提供攜帶此類被遏制基因的微生物的方法是本領(lǐng)域公知的?？赏ㄟ^缺失掉基因或其調(diào)控區(qū)域的至少一部分，來誘導(dǎo)對內(nèi)源SMS05基因的遏制。本文中使用的"對基因表達(dá)的遏制"包括完全遏制和部分遏制，以及在特定條件下的遏制，還包括對兩個等位基因中任何一個的表達(dá)的遏制。為制造其中SMS05基因的表達(dá)被人工遏制的敲除微生物，首先可克隆SMS05基因，然后可使用該基因來構(gòu)建用于同源重組的載體，以在耙標(biāo)微生物中失活內(nèi)源SMS05基因。用于同源重組的載體含有設(shè)計來使耙標(biāo)微生物中內(nèi)源SMS05基因失活的核酸序列。此核酸序列可以是例如，含有至少部分缺失突變的SMS05基因或其調(diào)控區(qū)域(例如，將被失活的基因側(cè)翼存在的區(qū)域(順式情況下)或單獨(dú)存在的(反式情況下))的核酸序列，或者其可以是含有其它基因的SMS05基因或其調(diào)控區(qū)域。優(yōu)選地，選擇還可用作為標(biāo)記發(fā)揮作用的基因作為將被插入進(jìn)SMS05基因或其調(diào)控區(qū)域的基因。將使用的插入基因包括，例如，前文定義的藥物抗性基因。對于基因可插入到SMS05基因中的位置沒有特別限制，只要在該位置的插入能導(dǎo)致對靶標(biāo)中內(nèi)源SMS05基因表達(dá)的遏制即可。為避免插入的極性作用，可通過使用例如sacB系統(tǒng)，或通過長側(cè)翼同源性PCR來引入同框沉默缺失。這些技術(shù)是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。用于SMS05蛋白的上述誘變策略可導(dǎo)致想要的化合物(特別是維生素C)的產(chǎn)率增加。這些策略的列出并不意味著限制；對這些誘變策略的變化對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說將是顯而易見的?？赏ㄟ^這些機(jī)制，用本發(fā)明的核酸和蛋白質(zhì)分子產(chǎn)生出微生物，例如表達(dá)經(jīng)突變SMS05核酸和蛋白分子的G/wco"okzcteroxj^a"s或細(xì)菌的相關(guān)菌株，使得對想要的化合物(例如維生素C)的生產(chǎn)的產(chǎn)率、生產(chǎn)能力和/或產(chǎn)量被提高。在關(guān)于使用微生物進(jìn)行上述工藝的一個方面，本發(fā)明的工藝導(dǎo)致維生素C的產(chǎn)率通常為至少約高于5.7g/l，例如，10g/l、20g/l、50g/l、100g/l、200g/l、300g/l、400g/l或者超過600g/l。在一種實施方式中，通過本發(fā)明的工藝生產(chǎn)的維生素C的產(chǎn)率在大約高于5.7g/l至大約600g/1的范圍內(nèi)。維生素C的產(chǎn)率指直接來自生產(chǎn)容器的收獲流(即包含維生素C的不含細(xì)胞上清液)中維生素C的濃度。在本發(fā)明的一個方面，提供了能從合適的碳源(例如D-山梨糖醇和/或L-山梨糖)直接生產(chǎn)維生素C的微生物(特別是G7wcww&cter、G/Mcwzacetokzcter禾P爿ceto^c&r屬的)。當(dāng)例如以靜止細(xì)胞方法在20小時的溫育期之后測量時，發(fā)現(xiàn)這些生物能以分別高至280mg/l和670mg/1的水平從D-山梨糖醇或L-山梨糖直接生產(chǎn)維生素C。在本發(fā)明的另一個方面，提供了下述微生物，當(dāng)從D-山梨糖醇起始時，其能以300mg/l或更多的量直接生產(chǎn)維生素C，或者當(dāng)從L-山梨糖起始時，其能以800mg/l或更多的量直接生產(chǎn)維生素C，所述的量是例如以靜止細(xì)胞方法在20小時的溫育期之后測量的。這可以通過使SMS多肽(優(yōu)選地，SMS05多肽)的活性降低或消失來獲得。從D-山梨糖醇產(chǎn)生的維生素C的產(chǎn)率甚至可以高達(dá)400、600、1000mg/l，或者甚至超過1.5、2、4、10、20、50g/1。從L-山梨糖產(chǎn)生的維生素C的產(chǎn)率甚至可以高達(dá)1000mg/l，或者甚至超過1.5、2、4、10、20、50g/l。優(yōu)選地，維生素C的這些量可以是例如以靜止細(xì)胞方法在20小時的溫育期之后測量獲得的。本文中使用的以"靜止細(xì)胞方法"進(jìn)行的測量包括(i)通過本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的任何方法培養(yǎng)細(xì)胞，(ii)從生長培養(yǎng)基收獲細(xì)胞，以及(iii)在含有將被轉(zhuǎn)化為想要的產(chǎn)物(例如維生素C)的培養(yǎng)基中，于其中細(xì)胞不再生長的條件下，溫育收獲的細(xì)胞(即，在該所謂的轉(zhuǎn)化步驟期間，生物質(zhì)沒有量上的增加)。攜帶有例如經(jīng)修飾的SMS05基因并且能以顯著更高的產(chǎn)率、生產(chǎn)能力和/或效率生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)物的重組微生物可在上文所述的需氧條件下被培養(yǎng)于補(bǔ)充有合適營養(yǎng)物的水性培養(yǎng)基中。本文所述的核酸分子、多肽、載體、引物和重組微生物可用于下述方法中的一種或多種鑒定G/"CO朋^C^OXW^W以及相關(guān)的生物；繪制與G/wco"WacterOXJ^flW相關(guān)的生物的基因組圖譜；對感興趣的G7t/cowo6acterOX>Yfo"S序列進(jìn)行鑒定和定位；進(jìn)化研究；測定功能所需的SMS05蛋白區(qū)域；調(diào)節(jié)SMS05蛋白活性或功能；調(diào)節(jié)SMS途徑的活性；以及調(diào)節(jié)對想要的化合物(例如，維生素C)的細(xì)胞內(nèi)生產(chǎn)。本發(fā)明提供了篩選能調(diào)節(jié)SMS05蛋白活性的分子的方法，這種調(diào)節(jié)或者通過與蛋白本身或底物或SMS05蛋白的結(jié)合」陣侶的相互作用或者通過調(diào)節(jié)本發(fā)明的SMS05核酸分子的轉(zhuǎn)錄或翻譯來實現(xiàn)。在此類方法中，將表達(dá)一種或多種本發(fā)明的SMS05蛋白的微生物與一種或多種測試化合物接觸，并評估每種測試化合物對于SMS05蛋白表達(dá)水平或活性的影響?？赏ㄟ^技術(shù)人員公知的方法來測定SMS蛋白的生物活性、酶活性或其它活性，所述方法例如在存在其底物、電子受體或供體(包括吩嗪硫酸甲酯(PMS)、二氯苯酚』引哚苯酚(DCIP)、NAD、NADH、NADP、NADPH，可通過光度、色度或熒光方法對其消耗進(jìn)行直接或間接測量)以及其它可能與活性的發(fā)展相關(guān)的無機(jī)組分的情況下，溫育含有SMS蛋白的膜級分(membranefraction)。因此，例如，可在下述試驗中測量與膜結(jié)合的D-山梨糖醇脫氫酶的活性，所述試驗中，在存在pH6的磷酸鹽緩沖液、D-山梨糖醇和人工電子受體DCIP和PMS的情況下，溫育含有該酶的膜級分?？稍?00nm處測量DCIP的消耗速率，其與膜級分中存在的D-山梨糖醇脫氫酶活性直接成正比。從上述描述中可顯而易見根據(jù)本發(fā)明的方法的發(fā)酵產(chǎn)物可不僅限于維生素C。本文中使用的"想要的化合物"或"發(fā)酵產(chǎn)物"可以是G/wcowo^cterocj^a^的任何天然產(chǎn)物，其包括生物合成途徑的終產(chǎn)物和中間產(chǎn)物，例如，L-山梨糖、L-山梨糖酮、D-葡萄糖酸鹽/酯、2-酮基-D-葡萄糖酸鹽/酯、5-酮基-D-葡萄糖酸鹽/酯、2,5-二酮基-葡萄糖酸鹽/酯和2-酮基-L-古洛糖酸鹽/酯(2-KGA)，特別是對維生素C的生物合成生產(chǎn)。因此，本發(fā)明涉及本文所述的多核苷酸、多肽、載體、引物和重組微生物在生產(chǎn)維生素C(即將碳源直接轉(zhuǎn)化為維生素C)中的用途。在一種優(yōu)選的實施方式中，本文所述的經(jīng)修飾的多核苷酸、多肽、載體和重組微生物用于提高對維生素C生產(chǎn)的產(chǎn)率、生產(chǎn)能力和/或效率。術(shù)語"產(chǎn)量"或"生產(chǎn)能力"是本領(lǐng)域已知的，其包括給定的時間和給定的發(fā)酵體積中形成的發(fā)酵產(chǎn)物(例如維生素C)的濃度(例如，每升每小時的kg產(chǎn)物)。術(shù)語"生產(chǎn)效率"包括獲得的特定水平的生產(chǎn)所需要的時間(例如，細(xì)胞達(dá)到發(fā)酵產(chǎn)物的特定速率輸出所需時間有多長)。術(shù)語"產(chǎn)率"是本領(lǐng)域己知的，其包括碳源向產(chǎn)物(例如，維生素C)轉(zhuǎn)化的效率。這通常寫作，例如，kg產(chǎn)物/kg碳源。"增加"化合物的"產(chǎn)率和/或產(chǎn)量和/或生產(chǎn)能力"表示，給定的時間中給定量的培養(yǎng)物中回收的該化合物分子或回收的該化合物有用分子的量增加。術(shù)語"生物合成"或"生物合成途徑"是本領(lǐng)域己知的，其包括通過細(xì)胞，以可能是多步驟且被高度調(diào)控的過程，從中間產(chǎn)物化合物對化合物(優(yōu)選地，有機(jī)化合物)的合成。措辭"代謝"是本領(lǐng)域已知的，其包括對生物中發(fā)生的生化反應(yīng)的總稱。然后，特定化合物的代謝(例如，氨基酸(例如甘氨酸)的代謝)包含細(xì)胞中與該化合物相關(guān)的總的生物合成、修飾和降解途徑。措辭"轉(zhuǎn)運(yùn)"或"運(yùn)入"是本領(lǐng)域已知的，其包括一種或多種分子在協(xié)助下移動經(jīng)過該分子本來不能經(jīng)過或不能高效經(jīng)過的細(xì)胞膜。本文中使用的維生素C可以是水溶液中發(fā)現(xiàn)的L-抗壞血酸的任何化學(xué)形式，例如未離解的、以其游離酸形式存在的或離解為陰離子的。L-抗壞血酸的溶解的鹽形式的特征為在通常發(fā)現(xiàn)于發(fā)酵上清液中的任何種類的陽離子(例如，鉀、鈉、銨或鈣)存在時的陰離子。還包括在內(nèi)的可以有L-抗壞血酸的游離酸形式的經(jīng)過分離的晶體。另一方面，用其相應(yīng)的鹽的名稱來命名L-抗壞血酸的鹽形式的經(jīng)過分離的晶體，即抗壞血酸鈉、抗壞血酸鉀、抗壞血酸鈣等。在一種優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明涉及生產(chǎn)維生素C的方法，其中，將根據(jù)本發(fā)明的核苷酸或上文所述的經(jīng)修飾多核苷酸序列引入合適的微生物，在允許以高生產(chǎn)能力、產(chǎn)率和/或效率生產(chǎn)維生素c的條件下培養(yǎng)重組微生物，從培養(yǎng)基中分離產(chǎn)生的發(fā)酵產(chǎn)物，以及可選地，進(jìn)一步純化。將通過下述實施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，所述實施例不應(yīng)被理解為起限制作用。本文提到的所有參考文獻(xiàn)、專利申請、專利和公開的專利申請的內(nèi)容都通過引用并入本文。實施例實施例1制備染色體DNA以及通過PCR擴(kuò)增DNA片段在由25g/1甘露糖醇、5g/1酵母提取物(Difco)和3g/1細(xì)菌蛋白胨(Difco)構(gòu)成的液體甘露糖醇培養(yǎng)羞(MB)中，于30°C對G/wcwzo^cterox_ycfo"sDSM17078的細(xì)胞進(jìn)行一天的培養(yǎng)，通過Sambrooketal(1989)"MolecularCloning:ALaboratoryManual/SecondEdition",ColdSpringHarborLaboratoryPress所述的方法，從培養(yǎng)的細(xì)胞制備G/wco"oZacterojc少fiawDSM17078的染色體DNA。使用按照上文所述制備的染色體DNA以及一組引物——Pf(SEQIDNO:3)和Pr(SEQIDNO:4)，通過PCR來制備DNA片段。按照廠商說明書，用ExpandHighFidelityPCR試劑盒(RocheDiagnostics)禾口10ng染色體DNA以10Ad的總體積來進(jìn)行反應(yīng)，獲得了含有SMS05DNA序列(SEQIDNO:1)的PCR產(chǎn)物。從反應(yīng)體系中回收PCR產(chǎn)物，并驗證了其正確序列。實施例2在G.ojcwtowDSM17078中打斷SMS05基因?qū)嵤├?獲得的PCR產(chǎn)物克隆進(jìn)五.co/!'載體pCR2.1-TOPO，并用于轉(zhuǎn)化￡.co/z'TGl，以獲得攜帶pCR2.1-SMS05的Apr轉(zhuǎn)化子。然后，用連接酶將從pUC-4K(AmershamBioscience,編號X06404)分離的Kmr盒插入目標(biāo)基因的限制性位點(diǎn)之一，用得到的連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化五.co/ZTGl，以獲得攜帶pCR2.1-SMS05::Km的AprKmr轉(zhuǎn)化子。用選自載體部分的多克隆位點(diǎn)的兩種限制性酶消化從轉(zhuǎn)化子制備的pCR2.1-SMS05::Km質(zhì)粒，以分離出含有SMS05::Km的DNA片段。通過電穿孔用得到的DNA片段轉(zhuǎn)化G.oxyc/a^DSM17078，以獲得基因打斷子(disruptant)G.oxyfi^wDSM17078-SMS05::Km。實施例3使用被培養(yǎng)于含7%L-山梨糖的3BD瓊脂培養(yǎng)基上的靜止細(xì)胞從D-甘露糖醇、L-山梨糖或L-山梨糖酮生產(chǎn)維生素C在含有70g/1L-山梨糖、0.5g/l甘油、7.5g/l酵母提取物(Difco)、2.5g/1MgS047H20、10g/L的CaC03和18g/l瓊脂(Difco)的No.3BD瓊脂培養(yǎng)基上，于27°C對G.0x7&似DSM17078禾nG.ox;^awDSM17078-SMS05::Km的細(xì)胞進(jìn)行3天的培養(yǎng)。從瓊脂平板上刮下細(xì)胞，將其懸浮于蒸餾水中，用于在30°C、220rpm振蕩下進(jìn)行的靜止細(xì)胞反應(yīng)。溫育結(jié)束時，用具有與Aminex-HPX-78H(300x7.8mm)柱(Biorad，Reinach,Switzerland)相連的LiChrospher-100-RP18(125x4.6mm)柱(Merck,Darmstadt,Germany)的Agilent1100HPLC系統(tǒng)(AgilentTechnologies,Wilmington,USA)，通過高效液相色譜(HPLC)來對反應(yīng)混合物進(jìn)行分析。移動相為0.004M硫酸，流速為0.6ml/分鐘。用UV探測器(波長254nm)組合折射系數(shù)探測器，記錄下兩個信號。此外，用具有UV探測的氨基柱(YMC-PackPolyamine-II，YMC,Inc.,Kyoto,Japan)在254nm處來進(jìn)行對L-抗壞血酸的鑒定。移動相為50mMNH4H2PO4和乙腈(40:60)。用AgilentSeries1100HPLC-質(zhì)譜(MS)系統(tǒng)來鑒定L-抗壞血酸。用電噴霧界面在正離子模式下來操作MS。用LUNA0C8(2)柱(100x4.6mm)(Phenomenex,Torrance,USA)來進(jìn)行分離。移動相為0.1%蟻酸和甲醇(96:4)的混合物。L-抗壞血酸以3.1分鐘的駐留時間被洗脫出來。通過駐留時間和該化合物的分子量來確認(rèn)L-抗壞血酸的身份。用2。/。D-山梨糖醇或者用2%L-山梨糖來進(jìn)行一系列靜止細(xì)胞反應(yīng)(0.5ml反應(yīng)混合物，處于5ml反應(yīng)試管中)，所有反應(yīng)混合物還含有0.3%NaCl、1%CaC03以及終濃度為600nm處5個吸光度單位(OD600)的細(xì)胞。20小時的溫育后，G.ox;^awDSM17078從2%D-山梨糖醇或2%L-山梨糖分別生產(chǎn)出了270mg/l或670mg/1的維生素C。相比之下，菌株G.—麵DSM17078-SMS05::Km分別生產(chǎn)出了1540mg/l或1990g/l的維生素C。實施例4SMS05基因和等同物在其它生物中的存在可通過簡單的DNA雜交實驗來測定其它生物(而非本文前面公開的那些，例如表1中提到的生物)中SEQIDNO:1和/或展示出與SEQIDNO:1的相似性/相同性的等同物的存在。在含有5g/l細(xì)菌蛋白胨(Difco)、5g/l酵母提取物(Difco)、5g/1葡萄糖、5g/1甘露糖醇、1g/1MgS04'7H20、5ml/1乙醇和15g/1瓊脂的No.350培養(yǎng)基上，于27。C，對菌株ace"swfc;.x_y/z>2wmIFO13693和IFO13773進(jìn)行3天的培養(yǎng)。在含有25g/1甘露糖醇、5g/l酵母提取物(Difco)、3g/1細(xì)菌蛋白胨(Difco)禾B18g/1瓊脂(Difco)的甘露糖醇培養(yǎng)基(MB)型瓊脂培養(yǎng)基上，于27。C，對所有其它A徹^c^、G7wcwmceto^3"e^菌禾朱禾口所有G/wcow6acte^菌牛朱進(jìn)4亍3天的i咅養(yǎng)。在LuriaBroth瓊脂培養(yǎng)基上培養(yǎng)Ecc^'K-12。在廠商推薦的培養(yǎng)基上或者按照本領(lǐng)域已知的方法培養(yǎng)其它菌株/細(xì)胞。按照例如Sambrooketal,1989,"MolecularCloning:ALaboratoryManual/SecondEdition",ColdSpringHarborLaboratoryPress所述，從合適的生物(例如表l提到的)提取基因組DNA。用限制性酶(例如&oRI或F/^/III)消化基因組DNA制備物，通過瓊脂糖凝膠電泳(1%瓊脂糖)分離出1的DNA片段。用0.25NHC1對凝膠進(jìn)行15分鐘的處理，接著再用0.5NNaOH處理30分鐘，然后按照廠商說明書，用VacuumBlotterModel785(BIO-RADLaboratoriesAG,Switzerland)將凝膠印到硝酸纖維素或尼龍膜上。然后用得到的印跡與含有探針(例如具有SEQIDNO:1序列的DNA片段，或含有SEQIDNO:1序列的部分或全部的DNA片段)的溶液接觸或雜交，以從測試生物中探測陽性DNA片段?？砂凑諏嵤├?，用PCR-DIG標(biāo)記試劑盒(RocheDiagnostics)和引物組SEQIDNO:3和SEQIDNO:4來制備DIG標(biāo)記的探針，例如SEQIDNO:1。此印跡雜交結(jié)果示于表1中。雜交可在嚴(yán)謹(jǐn)條件或高度嚴(yán)謹(jǐn)條件下進(jìn)行。此類條件的一個優(yōu)選的非限制性的例子是在6x氯化鈉/檸檬酸鈉(SSC)中，大約45。C下雜交，隨后在1xSSC、0.1%SDS中，50°C下進(jìn)行一次或多次洗漆，洗滌優(yōu)選在55。C下，更優(yōu)選在60。C下，進(jìn)一步優(yōu)選在65。C下進(jìn)行。高度嚴(yán)謹(jǐn)條件包括，例如，在溶液中，例如在含或不含100^g/ml的鮭魚精DNA的DigEasyHyb溶液(RocheDiagnosticsGmbH)的溶液中，或包含50%甲酰胺、5xSSC(150mMNaCl、15mM檸檬酸三鈉)、0.02%十二烷基磺酸鈉、0.1%N-月桂酰肌氨酸和2%封閉試劑(RocheDiagnosticsGmbH)的溶液中，于42。C溫育2小時至4天，接著在2xSSC和0.1。/。SDS中，于室溫下，洗兩次膜，每次5至li分鐘，然后在65-68。C，于0.5xSSC和0.1。/。SDS或0.1xSSC和0.1。/。SDS中洗兩次，每次15-30分鐘。為檢測出與探針DNA具有較低相同性的DNA片段，最后的洗滌步驟可在較低溫度(例如50-65。C)進(jìn)行較短的洗滌時間(例如1-15分鐘)?？赏ㄟ^本領(lǐng)域公知的PCR方法，對表1所示各生物中陽性信號對應(yīng)的基因加以克隆，這使用此生物的基因組DNA與合適的引物組(例如，SEQIDNO:3和SEQIDNO:4)在實施例1所述條件下進(jìn)行，或者按照這樣進(jìn)行每個反應(yīng)使用5至100ng基因組DNA(總體積50/d)?？捎肊xpandHighFidelityPCR系統(tǒng)(RocheDiagnostics)，采用下述反應(yīng)條件94°C2分鐘；30個循環(huán)的(i)94°C15秒的變性步驟，(ii)60°C30秒的退火步驟，(iii)72。C0.5至5分鐘(取決于目標(biāo)DNA長度，1分鐘/1kb)的合成步驟；72。C延伸7分鐘?；蛘?，可以用簡并引物來進(jìn)行PCR，對簡并引物的設(shè)計可基于SEQIDNO:2或基于作為共有序列的氨基酸序列(通過對由序列搜索程序(例如BLASTP，或當(dāng)核苷酸序列被用作"查詢序列"時，BLASTX)獲得的若干氨基酸序列進(jìn)行比對選出的)，以找到與SEQIDNO:2的蛋白相似的蛋白。對使用簡并引物進(jìn)行的PCR而言，第二個退火步驟的溫度(見上文)可被降低至55°C，或者甚至50-45。C。此實驗的結(jié)果如表l所示。通過瓊脂糖凝膠電泳來分離PCR反應(yīng)的樣品，在用例如溴化乙啶染色后，用透照器(transilluminator)來觀察條帶，從凝膠對條帶進(jìn)行分離，驗證正確的序列。上文提到的共有序列可以是屬于若干蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域/家族數(shù)據(jù)庫的某些類的氨基酸序列，所述數(shù)據(jù)庫例如PROSITE(蛋白質(zhì)家族和結(jié)構(gòu)域的數(shù)據(jù)庫)、COGs(直向同源體組的簇)、CDD(保守結(jié)構(gòu)域數(shù)據(jù)庫)、pfam(多重序列比對和隱Markov模型的大集合，覆蓋很多常見的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域和家族)。一旦可從含有此類數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)域或家族的蛋白中選出與本發(fā)明的蛋白具有相同/相近功能的某些蛋白，即可使用蛋白序列或其核苷酸序列(當(dāng)可從公眾數(shù)據(jù)庫獲得時)通過PCR來擴(kuò)增編碼該蛋白的對應(yīng)DNA。實施例5在其它生物中打斷SMS05基因和等同物，用于生產(chǎn)維生素C為在合適的微生物(能從給定碳源直接生產(chǎn)維生素C)中提高維生素C的生產(chǎn)，可按照關(guān)于G.oxydansDSM17078中的SMS基因所述方法(見實施例2)，破壞SMS05基因和等同物(例如，實施例4中獲得的PCR產(chǎn)物，其在本文中被稱為基因X)，以產(chǎn)生攜帶SMS05等同物基因::Km的敲除突變體。用于產(chǎn)生此類敲除突變體的合適的宿主細(xì)胞可選自，例如，表1列出的G/wco"o&"er菌株，特別是G.o一而IF03293、G.ojcj^朋sIF03292、G.ox;^a朋IFOATCC621H、G.oxj^/a氾IFO12528、G.oxj^/am1IFO3291、G.ca^<ia5IFO3255、G.cuycfcmsIFO3244、G.cm'mlF03266、G.IFO3260、G.oxj^/a氾IFO3287、Jce勵acteraceft'swfcp.or/ea做5IFO3259、JcetoZacferace&'rafep.x_y//wwmIFO13693、Jceto^cterace"swfcp.:cj;/〖w騰IFO13773禾口^4ce勵acters/.ATCC15164。敲除突變體，例如，敲除突變體G.ojQ^araIFO3293-SMS05等同物基因::Km可以按照下文所述來產(chǎn)生將實施例4獲得的PCR產(chǎn)物克隆進(jìn)五.co/z'載體pCR2.1-TOPO，并用于轉(zhuǎn)化Eco//TG1，以獲得攜帶pCR2.1-基因X的Apr轉(zhuǎn)化子。然后，用連接酶將從pUC-4K(AmershamBioscience,編號X06404)分離的Kmr盒插入目標(biāo)基因的限制性位點(diǎn)之一，用得到的連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化co/ZTGl，以獲得攜帶pCR2.1-基因X::Km的AprKmr轉(zhuǎn)化子。用選自載體部分的多克隆位點(diǎn)的兩種限制性酶消化從轉(zhuǎn)化子制備的pCR2.1-基因X::Km質(zhì)粒，以分離出含有基因X::Km的DNA片段。通過電穿孔用得到的DNA片段轉(zhuǎn)化攜帶有SMS05等同物基因的宿主菌株，以獲得攜帶有SMS05等同物基因::Km的基因打斷子(disruptant)?？僧a(chǎn)生進(jìn)一步的修飾，包括對所述菌株中涉及將D-山梨糖醇、L-山梨糖和/或L-山梨糖酮轉(zhuǎn)化為維生素C的基因進(jìn)行的修飾，以提高此類菌株的維生素C產(chǎn)量。按照實施例3，使用敲除突變體的細(xì)胞(例如G.oxjy/朋5IFO3293-SMS05等同物基因::Km的細(xì)胞)和對應(yīng)的野生型菌株(例如G.ox;;c/^wIF03293)進(jìn)行對維生素C的生產(chǎn)。在用1%L-山梨糖酮作為底物的靜止細(xì)胞反應(yīng)中，突變體菌株生產(chǎn)的維生素C可比野生型菌株多至少20%。表l:其它生物中SMS05基因的等同物<table>tableseeoriginaldocumentpage43</column></row><table>信號1:在使用不同菌株的基因組DNA，用SEQIDNO:1作為經(jīng)標(biāo)記探針進(jìn)行的印跡雜交試驗上對DNA的探測。信號2:使用引物對SEQIDNO:3禾BSEQIDNO:4在PCR反應(yīng)中對不同菌株DNA的探測。信號3:使用簡并引物進(jìn)行的PCR反應(yīng)中對不同菌株DNA的探測。更多解釋參見文本。權(quán)利要求1.選自下述組的多核苷酸或此類多核苷酸的互補(bǔ)鏈，所述組由(a)編碼包含根據(jù)SEQIDNO2的氨基酸序列的多肽的多核苷酸；(b)包含根據(jù)SEQIDNO1的核苷酸序列的多核苷酸；(c)包含下述核苷酸序列的多核苷酸，所述核苷酸序列可使用來自微生物的基因組DNA作為模板，并使用根據(jù)SEQIDNO3和SEQIDNO4的引物組，通過例如聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的核酸擴(kuò)增獲得；(d)多核苷酸，其包含編碼被(a)至(c)中任一項的多核苷酸編碼的多肽的片段或衍生物的核苷酸序列，其中，在所述衍生物中，一個或多個氨基酸殘基較之所述多肽被保守取代，并且，所述片段或衍生物具有氧化還原酶[EC1]的活性，優(yōu)選地，具有在供體的醛或氧代基團(tuán)上發(fā)揮作用的氧化還原酶[EC1.2]的活性；(e)編碼氧化還原酶[EC1]，優(yōu)選地，編碼在供體的醛或氧代基團(tuán)上發(fā)揮作用的氧化還原酶[EC1.2]的多核苷酸，且其互補(bǔ)鏈能在嚴(yán)謹(jǐn)條件下與(a)至(d)中任一項所定義的多核苷酸互補(bǔ)；以及(f)編碼氧化還原酶[EC1]，優(yōu)選地，編碼在供體的醛或氧代基團(tuán)上發(fā)揮作用的氧化還原酶[EC1.2]的多核苷酸，且其與(a)至(d)中任一項所定義的多核苷酸至少70％相同，例如85％、90％或95％相同；構(gòu)成。2.含有權(quán)利要求1所述的多核苷酸的載體。3.如權(quán)利要求2所述的載體，其中，所述多核苷酸與允許在原核生物宿主細(xì)胞或真核生物宿主細(xì)胞中表達(dá)的表達(dá)控制序列可操作地相連。4.用權(quán)利要求1所述的多核苷酸或用權(quán)利要求2或3所述的載體遺傳工程改造過的微生物。5.如權(quán)利要求4所述的微生物，其能以300mg/l或更多的量從D-山梨糖醇直接生產(chǎn)維生素C，所述的量是在20小時溫育之后以靜止細(xì)胞方法測6.如權(quán)利要求5所述的微生物，其能以800mg/l或更多的量從L-山梨糖直接生產(chǎn)維生素C。7.如權(quán)利要求1所述的多核苷酸編碼的多肽。8.用于生產(chǎn)能表達(dá)權(quán)利要求7所述的多肽的細(xì)胞的工藝，其包括下述步驟用權(quán)利要求2或3所述的載體或用權(quán)利要求1所述的多核苷酸對細(xì)胞進(jìn)行遺傳工程改造。9.權(quán)利要求1所述的被打斷的多核苷酸用于生產(chǎn)維生素C的用途。10.如權(quán)利要求4所述的微生物或含有包含權(quán)利要求1所述的多核苷酸的內(nèi)源基因的微生物，所述微生物經(jīng)過遺傳改變，所述改變以使得所述微生物對維生素C的生產(chǎn)的產(chǎn)率和/或效率提高的方式進(jìn)行。11.如權(quán)利要求IO所述的微生物，其生產(chǎn)如權(quán)利要求7所述的多肽，所述多肽具有減少的或消失的氧化還原酶活性[ECl]，優(yōu)選地，具有減少的或消失的在供體的醛或氧代基團(tuán)上發(fā)揮作用的氧化還原酶的活性[EC1.2]。12.如權(quán)利要求4至6、10或11中任意一項所述的微生物，其中，根據(jù)權(quán)利要求1所述的多核苷酸被打斷。13.如權(quán)利要求4至6或10至12中任意一項所述的微生物，其選自i^ewt/函owos、jP朋toea、Esc/ie"'c/u'a、Co/7"e^cte"'wm、ATetogw/om'cz'gem'wm以及乙酸細(xì)菌，例如G/wcowotecter、爿c"o6acfer或G7wco加cetoZacter，優(yōu)選地，JcetoZacter、JcetoZ^cterace"、^za〃aw(iz.cus、G/wcowo6ac^o砂(^3似構(gòu)成的組，優(yōu)選地，G7wcowo6a"er0J9^肌更優(yōu)選地，G7wcowo6acteroxj^ms1DSM17078。14.在微生物中生產(chǎn)打斷的、編碼氧化還原酶[ECl]，優(yōu)選地，編碼在供體的醛或氧代基團(tuán)上發(fā)揮作用的氧化還原酶[EC1.2]的內(nèi)源基因的工藝，所述微生物包含權(quán)利要求1所述的多核苷酸，所述工藝包括如下步驟以使得所述微生物對維生素C的生產(chǎn)的產(chǎn)率和/或效率提高的方式來改變所述多核苷酸。15.用于生產(chǎn)能產(chǎn)生維生素C的微生物的工藝，所述工藝包括如下步驟改變所述微生物，使得所述微生物生產(chǎn)出具有減少的或消失的氧化還原酶活性[ECl]的多肽，優(yōu)選地，具有減少的或消失的在供體的醛或氧代基團(tuán)上發(fā)揮作用的氧化還原酶活性[EC1.2]的多肽，從而導(dǎo)致所述微生物對維生素c的生產(chǎn)產(chǎn)率和/或效率提高。16.用于生產(chǎn)含有下述內(nèi)源基因的微生物的工藝，所述內(nèi)源基因包含權(quán)利要求1的多核苷酸，所述工藝包括如下步驟改變所述微生物，使得所述內(nèi)源基因欠表達(dá)或被打斷，從而導(dǎo)致所述微生物對維生素C的生產(chǎn)產(chǎn)率和/或效率提高。17.如權(quán)利要求15或16所述的工藝，其用于生產(chǎn)根據(jù)權(quán)利要求10至13中任意一項所述的微生物。18.可通過權(quán)利要求14至16中任意一項所述的方法獲得的微生物。19.用根據(jù)權(quán)利要求10至13或權(quán)利要求4至6中任意一項所述的微生物生產(chǎn)維生素C的工藝，其中，在水性營養(yǎng)培養(yǎng)基中，在允許從D-山梨糖醇或L-山梨糖對維生素C進(jìn)行直接生產(chǎn)的條件下培養(yǎng)所述微生物，以及，可選地，維生素C作為發(fā)酵產(chǎn)物被分離。全文摘要本發(fā)明涉及新鑒定出的基因，其編碼L-抗壞血酸(下文中也稱為維生素C)合成中涉及的蛋白質(zhì)。本發(fā)明還涉及包含該新穎基因的全長多核苷酸序列的多核苷酸及其片段，所述多核苷酸編碼的新穎的多肽及其片段，以及它們的功能等同物。本發(fā)明還涉及所述多核苷酸和多肽作為生物技術(shù)工具在從微生物生產(chǎn)維生素C中的用途，其中對所述多核苷酸和/或被編碼的多肽的修飾對所述微生物中生產(chǎn)所述發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)率、產(chǎn)量和/或效率有著直接或間接的影響。本發(fā)明還包括使用多核苷酸和經(jīng)修飾的多核苷酸序列轉(zhuǎn)化宿主微生物的方法/工藝。本發(fā)明還涉及經(jīng)過遺傳工程改造的微生物及其用于直接生產(chǎn)維生素C的用途。文檔編號C12N9/02GK101160394SQ200680004768公開日2008年4月9日申請日期2006年2月10日優(yōu)先權(quán)日2005年2月11日發(fā)明者克里斯廷·托佩爾,富山哲史,新城雅子,星野龍男申請人:帝斯曼知識產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)管理有限公司