专利名称：：编码与遗传稳定性、基因表达和折叠相关的蛋白质的基因的制作方法：细胞中天然进行的代谢过程所产生的特定产物和副产物可以用于工业的许多分支中，包括食品工业、动物饲料工业、化妆品工业及制药工业。这些分子合起来称为“精细化学品”，其包括有机酸、蛋白原性(protainogenic)和非蛋白原性氨基酸、核苷酸和核苷、脂类和脂肪酸、二醇、碳水化合物、芳香化合物、维生素和辅因子、以及酶。它们的最好的产生途径是大规模培养细菌，针对不同的特定情况，这些细菌被开发出来以产生并分泌大量的期望分子。一种对此目的尤其适用的生物体是谷氨酸棒状杆菌(Corynebacteriumglutamicum)，其为革兰氏阳性的非致病细菌。通过菌株选择，已开发了许多突变菌株，它们产生各种期望化合物。但是，对具有提高的特定分子产量的菌株的筛选是一种费时且困难的方法。发明简述本发明提供了新的可用于谷氨酸棒状杆菌或相关菌种的鉴定或分类的核酸分子。谷氨酸棒状杆菌为革兰氏阳性需氧细菌，其通常广泛地用在工业上用于大规模产生多种精细化学品，也用于降解碳氢化合物(如在原油泄漏物中)，以及用于氧化萜类化合物。本发明的核酸分子因此可用于鉴定能如通过发酵法用来产生精细化学品的微生物。虽然谷氨酸棒状杆菌自身为非致病的，但它与作为人类的主要病原体的其它谷氨酸棒状杆菌菌种，如白喉棒状杆菌(Corynebacteriumdiphtheriae)(白喉的致病因子)有亲缘关系。所以能够鉴定棒状杆菌的存在也具有显著的临床重要性，例如诊断应用。而且，所述核酸分子可作为谷氨酸棒状杆菌或相关生物基因组作图的参考点。这些新核酸分子编码的蛋白质文中称为遗传稳定性、基因表达或蛋白质分泌/蛋白质折叠相关蛋白(SES蛋白)。这些SES蛋白可以例如发挥与谷氨酸棒状杆菌DNA修复或重组、遗传物质转座、基因表达(即参与转录或翻译)、蛋白质折叠或蛋白质分泌相关的功能。由于可得到用于谷氨酸棒状杆菌中的克隆载体(如在Sinskey等人，美国专利号4,649,119中所公开的)和用于遗传操作谷氨酸棒状杆菌和相关短杆菌种(如乳发酵短杆菌)的技术(Yoshihama等人，细菌学杂志(J.Bacteriol.)162591-597(1985)；Katsumata等人，细菌学杂志(J.Bacteriol.)159306-311(1984)；和Santamaria等，J.Gen.Microbiol.1302237-2246(1984))，本发明的核酸分子可用于该生物体的遗传操作，使其成为一种或多种精细化学品的更有效的生产者。通过操作本发明的基因可以直接或间接地导致精细化学品产量和/或生产效率的提高。存在许多机制，通过这些机制本发明的SES蛋白的修饰能够直接影响含有该修饰蛋白的谷氨酸棒状杆菌菌株生产精细化学品的产率、产量和/或生产效率。例如，对直接参与转录或翻译的蛋白(例如聚合酶或核糖体)进行调节以增加它们的数量或活性应能总体上增加细胞的转录或翻译(或这些过程的速率)。该增加的细胞基因表达将包括那些参与精细化学品生物合成的蛋白，从而使一种或多种目标化合物的产率、产量和/或生产效率能得以增加。通过修饰谷氨酸棒状杆菌的转录/翻译蛋白机器从而改变这些蛋白的调节作用也可以增加参与精细化学品生产的基因的表达。对许多参与肽折叠的蛋白的活性的调节可以增加细胞中正确折叠的分子的总体生产，从而增加目标蛋白(例如生物合成精细化学品的蛋白)正确发挥功能的可能性。此外，可通过突变参与谷氨酸棒状杆菌分泌的蛋白，从而增加它们的数量或活性，以便增加精细化学品(例如酶)从细胞向发酵培养物中的分泌，而从发酵培养物中可容易地得到所述精细化学品。本发明SES分子的遗传修饰也可以间接调节一种或多种精细化学品的生产。例如，可能通过增加本发明的DNA修复或DNA重组蛋白的数量或活性来提高细胞检测并修复DNA损伤的能力。这将有效增加细胞将突变基因保留在基因组中的能力，从而增加通过遗传方法导入谷氨酸棒状杆菌中的转基因(其编码例如可以增加精细化学品的生物合成的蛋白)在微生物的培养中不发生丢失的可能性。相反，可以通过减少一种或多种DNA修复或DNA重组蛋白的数量或活性来增加生物体的遗传不稳定性。此操作将增加所述生物体被诱变而发生修饰且不纠正导入的突变的能力。对于参与谷氨酸棒状杆菌中遗传元件转座或重排的蛋白质(例如转座子)，这也是一样的。通过诱变这些蛋白以增加或降低蛋白数量或活性使得可能同时增加或降低微生物的遗传稳定性。这关键性地影响向谷氨酸棒状杆菌中导入另一个突变和保留所导入的突变的可能性。转座子同样提供了一种可以诱变谷氨酸棒状杆菌的合适的机制，通过转座子诱变可以容易地进行目标基因(例如生物合成精细化学品的基因)的复制和不想要的基因(例如参与目标精细化学品的降解的基因)的破坏。可能可以通过调节一种或多种参与反应特定环境条件而调节转录或翻译的蛋白(例如σ因子)，以防止细胞在不利环境条件(如大规模发酵培养中存在的不利条件)下减慢或停止蛋白的合成。这将增加基因表达，而这反过来可增加在所述条件下目标精细化学品的生物合成。与分泌系统相关的蛋白的突变可导致分泌速率受到调节。许多这些分泌蛋白(例如细胞表面蛋白酶或细胞表面受体)具有对细胞存活重要的功能。当改变分泌途径从而这些蛋白更容易运输到它们的胞外地点时可能增加细胞总的存活力，从而导致更多数量的谷氨酸棒状杆菌细胞能够在大规模培养中生产精细化学品。还知道分泌器(例如sec系统)也参与整合膜蛋白(例如孔、通道或转运蛋白)向膜的插入。从而，对参与谷氨酸棒状杆菌中蛋白分泌的蛋白的活性的调节可以影响细胞分泌废产物或输入必需代谢物的能力。如果这些分泌蛋白的活性增加，那么细胞产生精细化学品的能力同样会增加。如果所述分泌蛋白的活性降低，则可能没有足够的营养来支持目标化合物的过量生产或者废产物可能干扰该生物合成。本发明提供了新的核酸分子，它们编码本文称作SES蛋白的蛋白，这些蛋白可参与谷氨酸棒状杆菌中例如DNA的修复或重组、遗传物质的转座、基因表达(即转录或翻译过程)、蛋白质折叠或蛋白质分泌。编码SES蛋白的核酸分子在本文中称作SES核酸分子。在一个优选的实施方案中，SES蛋白参与提高或降低谷氨酸棒状杆菌中的遗传稳定性，参与基因表达(例如参与转录或翻译)或参与该生物中蛋白质折叠或参与谷氨酸棒状杆菌的蛋白质分泌。这些蛋白质的实例为表1中所列基因编码的蛋白。因此，本发明的一个方面涉及含有编码SES蛋白或其生物学活性部分的核苷酸序列的分离的核酸分子(例如cDNA)和适合作为检测或扩增SES编码核酸(例如DNA或mRNA)的引物或杂交探针的核酸片段。在尤其优选的实施方案中，该分离的核酸分子含有集合A所列出的任一核酸序列或这些核酸序列之任一的编码区或互补序列。在其他优选的实施方案中，该分离的核酸分子编码集合B中列出的任一氨基酸序列。本发明优选的SES蛋白也优选具有至少一种本文所描述的SES活性。以下将序列表中的核酸序列以及下表1中描述的在相关位置处的序列修饰一起定义为集合A。以下将序列表中的多肽序列以及下表1中描述的在相关位置处的序列修饰一起定义为集合B。在另一个实施方案中，分离的核酸分子长度至少15个核苷酸并且在严紧条件下与含有集合A的核苷酸序列的核酸分子杂交。分离的核酸分子优选与天然发生的核酸分子对应。分离的核酸更优选编码天然发生的谷氨酸棒状杆菌SES蛋白或其具生物活性的部分。本发明的另一个方面涉及载体(例如重组表达载体)，其含有本发明的核酸分子，还涉及已导入所述载体的宿主细胞。在一个实施方案中，通过使用在合适的培养基中培养的宿主细胞制备SES蛋白。可以从培养基或宿主细胞中分离该SES蛋白。本发明的另一个方面涉及其中导入了SES基因或其SES基因被修饰的遗传修饰的微生物。在一个实施方案中，通过导入至少一种编码突变SES序列的本发明核酸分子作为转基因，修饰了所述微生物的基因组。在另一个实施方案中，通过与修饰的SES基因的同源重组，修饰(例如破坏功能)了所述微生物基因组中的内源性SES基因。在一个优选的实施方案中，微生物属于棒状杆菌或短杆菌(Brevibacterium)属，尤其优选谷氨酸棒状杆菌。在一个优选的实施方案中，该微生物也被用于制备目标化合物，如氨基酸、尤其优选赖氨酸。本发明的另一方面涉及分离的SES蛋白或其一部分，例如生物学活性部分。在一个优选的实施方案中，分离的SES蛋白或其部分可参与谷氨酸棒状杆菌中DNA的修复或重组、遗传物质的转座、基因表达(即转录或翻译过程)、蛋白质折叠或蛋白质分泌。在另一个优选的实施方案中，分离的SES蛋白或其部分与集合B的氨基酸序列充分同源从而保持例如参与谷氨酸棒状杆菌中DNA的修复或重组、遗传物质的转座、基因表达(即转录或翻译过程)、蛋白质折叠或蛋白质分泌的能力。另一个优选的实施方案是具有一种以上的集合A中描述的核酸分子的宿主细胞。可用各种技术人员已知的方法制备这些宿主细胞。例如，可通过携带几种本发明核酸分子的载体转染这些细胞。然而，也可以使用载体每一种情况下向宿主细胞中导入一种本发明的核酸分子并从而同时或相继使用多个载体。从而可能构建携带许多乃至高达数百的本发明核酸序列的宿主细胞。这种积累常能够对宿主细胞的精细化学品的生产力产生超加性效应。此外，本发明提供分离的SES蛋白制品。在优选的实施方案中，该SES蛋白含有集合B的氨基酸序列。在另一个优选的实施方案中，本发明涉及分离的完整长度的蛋白，其和集合B的完整氨基酸序列(其由集合A中的可读框编码)基本同源。可以将SES多肽或其生物学活性部分与非SES多肽功能性地连接以产生融合蛋白。在优选的实施方案中，该融合蛋白和单独的SES蛋白具有不同的活性，在其它优选的实施方案中，所述融合蛋白参与谷氨酸棒状杆菌中DNA的修复或重组、遗传物质的转座、基因表达(即转录或翻译过程)、蛋白质折叠或蛋白质分泌。在尤其优选的实施方案中，所述融合蛋白整合在宿主细胞中调节细胞对目标化合物的生产。本发明的另一个方面涉及制备精细化学品的制备方法。该方法涉及含有可导致本发明SES核酸分子表达的载体的细胞的培养，从而生产精细化学品。在优选的实施方案中，该方法还包括得到含有此载体的细胞的步骤，其中所述细胞被可以导致SES核酸表达的载体转染。在另一个优选的实施方案中，所述方法还包括从培养物中得到精细化学品的步骤。在一个尤其优选的实施方案中，该细胞属于棒状杆菌属或短杆菌属。本发明的另一个方面涉及调节微生物生产分子的方法。这些方法包括将细胞和调节SES蛋白活性或SES核酸表达的物质接触使得和没有所述物质存在时相比细胞的相关活性被改变。在一个优选的实施方案中，针对一个或多个参与谷氨酸棒状杆菌中遗传稳定性、基因表达、蛋白质折叠或蛋白质分泌的过程对细胞进行调节，以提高该微生物生产目标精细化学品的产率、产量或生产效率。调节SES蛋白活性的物质可以是刺激SES蛋白活性或SES核酸表达的物质。刺激SES蛋白活性或SES核酸表达的物质的例子包括小分子、活性SES蛋白和已经被导入细胞中的编码SES蛋白的核酸分子。抑制SES活性或SES表达的物质的例子包括小分子和反义SES核酸分子。本发明的另一个方面涉及调节细胞中目的化合物的产率的方法，包括向细胞中导入SES野生型基因或HA突变基因，该基因或者保留在分开的质粒上或者整合到宿主细胞的基因组中。向基因组的整合可随机发生或者通过同源重组发生，使得天然基因被整合的拷贝所代替，导致细胞中目标化合物的生产被调节。在另一个优选的实施方案中，所述产率增加了。在另一个优选的实施方案中，化学品是精细化学品，其在一个特别优选的实施方案中是氨基酸。在一个特别优选的实施方案中，该氨基酸是L-赖氨酸。发明详述本发明提供了SES核酸和SES蛋白分子，它们参与谷氨酸棒状杆菌中DNA的修复或重组、遗传物质的转座、基因表达(即转录或翻译过程)、蛋白质折叠或蛋白质分泌。本发明的分子可用于调节微生物如谷氨酸棒状杆菌的精细化学品的生产，这种调节可以为直接调节(例如，如果参与精细化学品(例如酶)的分泌的蛋白被过表达或者其活性被优化，则可以直接影响修饰的谷氨酸棒状杆菌细胞的精细化学品生产的产率、产量和/或效率)或者为间接调节但仍然导致目标化合物的产率、产量和/或效率增加(例如，如果调节谷氨酸棒状杆菌DNA修复蛋白的活性或拷贝数从而改变该微生物保持导入的突变的能力，则反过来可以影响所述菌株的一种或多种精细化学品的生产)。下面进一步阐述本发明的各方面。I.精细化学品术语“精细化学品”为本领域所认知，其包括已用于多种工业的由生物体产生的分子，其中所述工业例如但不限于制药工业、农业工业和化妆品工业。此类化合物包括有机酸如酒石酸、衣康酸和二氨基庚二酸、蛋白原的和非蛋白原的氨基酸、嘌呤和嘧啶碱基、核苷和核苷酸(如在Rehm等人编辑的生物技术(Biotechnology)第6卷中Kuninaka，A.(1996)核苷酸和相关化合物(Nucleotidesandrelatedcompounds)，561-612页，VCHWeinheim及其中所含参考文献中所述)、脂类、饱和和不饱和脂肪酸(如花生四烯酸)、二醇(如丙二醇和丁二醇)、碳水化合物(如透明质酸和海藻糖)、芳香化合物(如芳香胺、香草醛和靛蓝)、维生素和辅因子(参见如Ullmann工业化学百科全书(Ullmann’sEncyclopediaofIndustrialChemistry)，A27卷，“维生素”(“Vitamins”)，443-613页(1996)VCHWeinheim及其中的参考文献；以及Ong，A.S.，Niki，E.和Packer，L.(1995)UNESCO/马来西亚科学和技术协会和亚州自由基研究协会联盟举办的“营养、脂类、健康和疾病“论文集(“Nutrition，Lipids，Health，andDisease”ProceedingsoftheUNESCO/ConfederationofScientificandTechnologicalAssociationsinMalaysia，andtheSocietyforFreeRadicalResearch-Asia)，1994年9月1-3日在马来西亚槟榔屿举行，AOCSPress，(1995))、酶以及在Gutcho(1983)《通过发酵的化学品》(ChemicalsbyFermentation)，NoyesDataCorporation，ISBN0818805086和其中的参考文献中所述的所有其它化学品。这些精细化学品中的某些化学品的代谢和用途进一步阐述如下。A.氨基酸代谢和用途氨基酸包含所有蛋白质的基本结构单元，由此为所有生物体中正常细胞功能所必需。术语“氨基酸”为本领域所认知。蛋白原性氨基酸有20种，为蛋白质的结构单元，在蛋白质中它们通过肽键连接，非蛋白原性氨基酸(已知成百种非蛋白原的氨基酸)在蛋白质中通常不存在(参见Ulmann工业化学百科全书(Ulmann’sEncyclopediaofIndustrialChemistry))，A2卷，57-97页，VCHWeinheim(1985))。氨基酸可为光学D-或L-构型，尽管在天然存在的蛋白质中发现的唯一类型通常为L-氨基酸。已充分说明了20种蛋白原性氨基酸中每一种在原核和真核细胞中的生物合成和降解途径(参见例如，Stryer，L.生物化学(Biochemistry)，第三版，578-590页(1988))。“必需”氨基酸(组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸和缬氨酸)，这样称呼是因为由于它们生物合成的复杂性，通常必须从食物中摄取它们，它们通过简单的生物合成途径转化为其余11种“非必需”氨基酸(丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、脯氨酸、丝氨酸和酪氨酸)。高等动物能够合成这些氨基酸中的一部分氨基酸，但必需氨基酸必须从食物中摄取，以进行正常的蛋白质合成。除了它们在蛋白质生物合成中的功能外，这些氨基酸本身还是令人感兴趣的化学品，并且许多已发现在人类食品、动物饲料、化学品、化妆品、农业和药学工业中具有多种应用。赖氨酸不仅对人的营养而且对单胃家畜如禽和猪都是一种重要的氨基酸。谷氨酸盐是最常用的调味添加剂(谷氨酸单钠盐，MSG)，并且还用于食品工业，天冬氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸和半胱氨酸也是如此。甘氨酸、L-甲硫氨酸和色氨酸均用于药学工业。谷氨酰胺、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、组氨酸、精氨酸、脯氨酸、丝氨酸和丙氨酸用于药学工业和化妆品工业。苏氨酸、色氨酸和D/L-甲硫氨酸是广泛使用的动物饲料添加剂。(Rehm等人(编辑)，生物技术(Biotechnology)，第6卷，第14a章中的Leuchtenberger，W.(1996)Aminoaids-technicalproductionanduse，466-502页，VCHWeinheim)。还发现这些氨基酸适用作前体，用于合成合成的氨基酸和蛋白质，如N-乙酰半胱氨酸、S-羧甲基-L-半胱氨酸、(S)-5-羟色氨以及在Ulmann工业化学百科全书(Ulmann’sEncyclopediaofIndustrialChemistry)，A2卷，57-97页，VCHWeinheim，1985中所述的其它物质。在可产生这些天然氨基酸的生物体如细菌中已充分描述了它们的生物合成(细菌氨基酸生物合成及其调节的综述，见Umbarger，H.E.(1978)Ann.Rev.Biochem.47533-606)。谷氨酸通过还原胺化α-酮戊二酸(柠檬酸循环中的中间体)而合成。谷氨酰胺、脯氨酸和精氨酸接下来由谷氨酸产生。丝氨酸的生物合成为三步，由3-磷酸甘油酸(糖酵解中间体)开始，在氧化、氨基转移和水解步骤后产生该氨基酸。半胱氨酸和甘氨酸两者均产生自丝氨酸；具体地，前者通过高半胱氨酸与丝氨酸缩合，后者在丝氨酸转羟甲基酶催化的反应中通过侧链β-碳原子转移至四氢叶酸上合成。苯丙氨酸和酪氨酸在9步的生物合成途径中合成自糖酵解和磷酸戊糖途径的前体赤藓糖4-磷酸和磷酸烯醇丙酮酸，它们的不同仅在预苯酸合成后的最后两步。色氨酸也从这两种起始分子产生，但其合成为11步的途径。酪氨酸也可在苯丙氨酸羟化酶催化的反应中由苯丙氨酸合成。丙氨酸、缬氨酸和亮氨酸均为来自丙酮酸盐(糖酵解的终产物)的生物合成产物。天冬氨酸形成自草酰乙酸(柠檬酸循环的中间体)。天冬酰胺、甲硫氨酸、苏氨酸和赖氨酸均通过转化天冬氨酸而形成。异亮氨酸从苏氨酸形成。组氨酸在一个复杂的9步途径中从一种活化糖——5-磷酸核糖-1-焦磷酸形成。超过蛋白质生物合成所需的量的氨基酸不能被贮藏，并被降解以提供用于细胞主要代谢途径的中间体(综述参见Stryer，L.生物化学(Biochemistry)第三版，21章，“氨基酸降解和尿素循环”495-516页(1988))。虽然细胞可将不想要的氨基酸转化为有用的代谢中间体，但从所需用于合成氨基酸的能量、前体分子和酶来说，氨基酸的产生是昂贵的。因此对于氨基酸的生物合成受到反馈抑制调节并不让人吃惊，其中特定氨基酸的存在起到减缓或完全终止其自身产生的作用(关于氨基酸生物合成途径中的反馈机制的综述参见Stryer，L.生物化学(Biochemistry)第三版，24章”氨基酸和血红素的生物合成”575-600页(1988))。因此，特定氨基酸的输出受到细胞中存在的该氨基酸的量的限制。B.维生素、辅因子和营养成分的代谢和用途维生素、辅因子和营养成分包含高等动物不能合成且必须摄取的另一类分子，虽然它们易于被其它生物体如细菌合成。这些分子自身为生物活性物质或为在多种代谢途径中作为电子载体或中间体的生物活性物质的前体。除了它们的营养价值外，这些化合物作为着色剂、抗氧化剂和催化剂或其它操作辅助剂也具有重要的工业价值(这些化合物的结构、活性和工业应用的概述参见例如，Ullmann工业化学百科全书(Ullmann’sEncyclopediaofIndustrialChemistry)，“维生素”A27卷，443-613页，VCHWeinheim，1996)。术语”维生素”为本领域认知，包括生物体行使正常功能所需的营养素，且该生物体自身不能合成它们。维生素组可以包括辅因子和营养性化合物。术语“辅因子”包括进行正常酶促活性所需的非蛋白质性化合物。此类化合物可为有机的或无机的，本发明的辅因子优选有机的。术语“营养成分”包括促进植物和动物尤其是人的健康的食物添加剂。此类分子的实例为维生素、抗氧化剂和某些脂类(如多不饱和脂肪酸)。已大量描述了这些分子在可产生它们的生物体如细菌中的生物合成(Ullmann工业化学百科全书(Ullmann’sEncyclopediaofIndustrialChemistry)，“维生素”A27卷，443-613页，VCHWeinheim，1996；Michal，G.(1999)生物化学途径生物化学和分子生物学图集(BiochemicalPathwaysAnAtlasofBiochemistryandMolecularBiology)，JohnWiley&Sons；Ong，A.S.，Niki，E.和Packer，L.(1995)UNESCO/马来西亚科学和技术协会和亚州自由基研究协会联盟举办的“营养、脂类、健康和疾病“论文集(“Nutrition，Lipids，Health，andDisease”ProceedingsoftheUNESCO/ConfederationofScientificandTechnologicalAssociationsinMalaysia，andtheSocietyforFreeRadicalResearch-Asia)，1994年9月1-3日在马来西亚槟榔屿举行，AOCSPressChampaign，ILX，374S)。硫胺素(维生素B1)由嘧啶和噻唑部分通过化学偶联产生。核黄素(维生素B2)由鸟苷-5’-三磷酸(GTP)和核糖-5’磷酸合成。核黄素接下来用于合成黄素单核苷酸(FMN)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)。合起来称为‘维生素B6’的化合物类(例如，吡哆素、吡哆胺、5’-磷酸吡哆醛和商业上使用的维生素B6盐酸盐)均为共同结构单元5-羟基-6-甲基吡啶的衍生物。泛酸盐(泛酸(R)-(+)-N-(2，4-二羟基-3，3-二甲基-1-氧代丁基)-β-丙氨酸)可通过化学合成或发酵产生。泛酸生物合成的最后步骤由ATP-驱动的β-丙氨酸和泛解酸的缩合组成。负责泛解酸和β-丙氨酸转化及泛酸缩合生物合成步骤的酶是已知的。泛酸盐的代谢活性形式为辅酶A，其生物合成由5步酶促步骤进行。泛酸盐、5’-磷酸吡哆醛、半胱氨酸和ATP为辅酶A的前体。这些酶不仅催化泛酸盐的形成，而且催化(R)-泛解酸、(R)-pantolacton、(R)-泛醇(维生素B5原)、泛酰巯基乙胺(及其衍生物)和辅酶A的产生。已详细研究了微生物中生物素从前体分子庚二酰辅酶A的生物合成，并鉴定了几种所涉及的基因。发现许多相应的蛋白质也参与Fe-簇合成，属于蛋白质nifS类。硫辛酸衍生自辛酸，并在能量代谢中作为辅酶，此时其成为丙酮酸脱氢酶复合体和α-酮戊二酸脱氢酶复合体的一部分。叶酸盐为一组这样的物质，其均为叶酸衍生物，而叶酸来自于L-谷氨酸、对氨基苯甲酸和6-甲基蝶呤。已详细研究了某些微生物中始于鸟苷-5’-三磷酸(GTP)的生物转化的代谢中间体、L-谷氨酸和对氨基苯甲酸的叶酸及其衍生物的生物合成。类可啉(如钴胺素且尤其是维生素B12)和卟啉属于一组特征在于四吡咯环体系的化学品。维生素B12的生物合成太复杂，目前尚未彻底解释清楚，但许多涉及的酶和底物现已知。烟酸(烟酸盐)和烟酰胺为吡啶衍生物，也称为‘烟酸(niacin)’。烟酸为重要的辅酶NAD(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)和NADP(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸)和它们的还原形式的前体。这些化合物的工业规模的生产基本上依赖于无细胞的化学合成，虽然这些化学品中的一些如核黄素、维生素B6、泛酸盐和生物素也已通过微生物的大规模培养物产生。只有维生素B12因为其合成的复杂性是仅通过发酵产生的。体外方法需要支出相当大量的材料和时间，并常常代价很高。C.嘌呤、嘧啶、核苷和核苷酸的代谢和用途嘌呤和嘧啶代谢基因及它们相应的蛋白质为治疗肿瘤和病毒感染的重要靶标。术语“嘌呤”或“嘧啶”包括构成核酸、辅酶和核苷酸的含氮碱基。术语“核苷酸”包括核酸分子的基本结构单元，其包括含氮碱基、戊糖(对RNA而言，该糖为核糖，对DNA而言，该糖为D-脱氧核糖)和磷酸。术语“核苷”包括作为核苷酸前体的分子，但其不含核苷酸所具有的磷酸单元。通过抑制这些分子的生物合成，或抑制它们形成核酸分子的动员，可抑制RNA和DNA合成；通过以靶向癌细胞的方式抑制这种活性，可抑制肿瘤细胞分裂和复制的能力。此外，有不形成核酸分子但作为能量贮存体(即AMP)或作为辅酶(即FAD和NAD)的核苷酸。一些出版物已描述了这些化学品通过影响嘌呤和/或嘧啶代谢在这些医学适应症中的用途(例如Christopherson，R.I.和Lyons，S.D.(1990)”作为化学治疗剂的嘧啶和嘌呤从头生物合成的强力抑制剂”医学研究述评(Med.Res.Reviews)10505-548)。对参与嘌呤和嘧啶代谢的酶的研究集中在研发可用作如免疫抑制剂或抗增生剂的新药上(Smith，J.L.，(1995)”核苷酸合成中的酶”，结构生物学最新观点(Curr.Opin.Struct.Biol.)5752-757；(1995)BiochemSoc.Transact.23877-902)。但是，嘌呤和嘧啶碱基、核苷和核苷酸具有其它可能应用用作多种精细化学品(例如，硫胺素、S-腺苷-甲硫氨酸、叶酸盐或核黄素)生物合成的中间体，作为细胞的能量载体(例如，ATP或GTP)，和本身作为化学品，通常用作增味剂(例如，IMP或GMP)或用于一些医药用途(参见例如，Kuninaka，A.(1996)生物技术中的核苷酸和相关化合物(NucleotidesandRelatedCompoundsinBiotechnology)第6卷，Rehm等人编辑.VCHWeinheim，561-612页)。同样，参与嘌呤、嘧啶、核苷或核苷酸代谢的酶越来越多地用作靶，研发用于作物保护的抗这些酶的化学品，包括杀真菌剂、除草剂和杀虫剂。已阐释了这些化合物在细菌中的代谢(综述参见例如，核酸研究和分子生物学进展(ProgressinNucleicAcidResearchandMolecularBiology)，第42卷，AcademicPress中的Zalkin，H.和Dixon，J.E.(1992)”嘌呤核苷酸的从头生物合成”，259-287页；和生物化学途径生物化学和分子生物学图集(BiochemicalPathwaysAnAtlasofBiochemistryandMolecularBiology)，Wiley纽约一书中的Michal，G.(1999)”核苷酸和核苷”，第8章)。嘌呤代谢已是深入研究的主题，其对细胞的正常功能是必需的。高等动物中受损的嘌呤代谢可引起严重疾病，如痛风。嘌呤核苷酸从核糖-5-磷酸开始，经过一系列步骤，通过中间体化合物次黄苷-5’-磷酸(IMP)，产生鸟苷-5’-单磷酸(GMP)或腺苷-5’-单磷酸(AMP)，由此可以容易地形成用作核苷酸的三磷酸形式。这些化合物也用作能量贮存体，这样它们的降解可为细胞内许多不同生物化学过程提供能量。嘧啶的生物合成由核糖-5-磷酸形成尿苷-5’-单磷酸(UMP)而进行。UMP接下来转化为胞苷-5’-三磷酸(CTP)。所有这些核苷酸的脱氧形式通过一步还原步骤从核苷酸的二磷酸核糖形式产生为核苷酸的二磷酸脱氧核糖形式。通过磷酸化后，这些分子可参与DNA合成。D.海藻糖的代谢和用途海藻糖由两个葡萄糖分子通过α、α-1，1键连接组成。它通常作为甜味剂用于食品工业，或作为干的或冷冻食品和饮料中的添加剂。但它也用于药学、化妆品和生物技术工业(参见例如，Nishimoto等人(1998)美国专利号5,759,610；Singer，M.A.和Lindquist，S.生物技术趋势(TrendsBiotech.)16(1998)460-467；Paiva，C.L.A.和Panek，A.D.Biotech.Ann.Rev.2(1996)293-314；和Shiosaka，M.J.Japan172(1997)97-102)。海藻糖可以通过许多微生物的酶产生，并天然释放入环境介质中，从中可用本领域公知的方法分离海藻糖。II.谷氨酸棒状杆菌中遗传稳定性、蛋白质合成和蛋白质分泌细胞如谷氨酸棒状杆菌中目标化合物的生产是许多分开的但是仍然相互关联的过程的终点，这些过程的每一个都对所述化合物总的生产和从细胞中的释放至关重要。当修饰细胞使其过量生产一种或多种化学品时，必须考虑这些过程的每一个以保证细胞的生物化学机器与该遗传操作相容。尤其重要的细胞机制包括导入细胞中的修饰基因的稳定性、突变基因被正确转录和翻译的能力(包括密码子使用)和突变蛋白产物被正确折叠和/或分泌的能力。A.细菌修复和重组系统细胞不断暴露于核酸损伤物质如紫外辐射、氧自由基和烷基化中。此外，甚至DNA聚合酶的作用也会出错。细胞必须在遗传稳定性(这保证细胞功能所需的基因在正常生长和代谢中不受损伤)和遗传变异(这使得细胞可以适应不断变化的环境)间保持平衡。所以，大多数细胞含有分开的DNA修复和DNA重组途径，然而这两个途径又互相联系。DNA修复途径通过直接逆转损伤或者通过切除被损伤的区域并用正确的序列代替来严格地纠正DNA分子中的错误。DNA重组系统也修复核酸分子，但是只是修复那些在两条DNA链中都受损而不可能用任何一条作为模板修复另一条的损伤。重组修复和SOS反应可容易地导致在受损区内或附近产生倒位、缺失或其他遗传重排，这反过来促进某种程度的基因组不稳定性，这可有助于细胞适应不断改变的环境或胁迫。高保真性的修复机制包括直接逆转DNA损伤和切除所述损伤并用互补链中编码的信息重新合成。所述损伤的直接逆转需要一种具有可导致与原来损伤DNA的活性相反的活性的酶。例如，DNA修复甲基转移酶能够纠正错误的DNA甲基化，脱氧核糖二嘧啶光解酶能够修复紫外辐射产生的核苷酸二聚体，该酶在光的存在下将所述二聚体切割成相应的核苷酸完成修复(见Michal，G.(1999)生物化学途径生物化学和分子生物学地图集(BiochemistryPathwaysAnAtlasofBiochemistryandMolecularBiology)，Wiley纽约，及其参考文献)。准确修复大的损伤需要专门的修复机制。这些机制包括错配修复和切除修复系统。单个碱基的损伤可以通过多个切割反应纠正糖键首先被切开，然后在损伤位点切开DNA主链和除去受损的碱基。最后DNA聚合酶和DNA连接酶用第二DNA链作为模板补平并关闭缺口。更为实质性的导致双螺旋构象改变的DNA损伤通过ABC系统纠正，在ABC系统中，解旋酶II、DNA聚合酶I、UvrA、UvrB和UvrC蛋白一起在受损位点切割双螺旋的单链，以依赖ATP的方式解开受损区，切除受损区并用另一条链作为模板填补丢失的区域。最后，DNA连接酶关闭该单链断裂。对G-T错配(Vsr蛋白参与该修复系统)和由于两条链的错误修复造成的小的缺失/插入错误(甲基化控制的途径参与该修复系统)也有专门的修复系统。还有低保真性修复系统，它们通常用于纠正细菌中非常长的DNA损伤。对于影响两条DNA链的损伤进行双链修复和重组。在该情况下，不可能通过使用另一链作为模板修复该损伤。从而，该修复系统包括损伤区域和同源DNA分子上该区域的另一拷贝间的双交换事件。这是可能的，因为细菌分裂得如此之快，在细胞分裂实际发生之前，基因组DNA的第二份拷贝通常是可以得到的。所述交换事件可容易地导致倒位、复制、缺失、插入和其他遗传重排，从而总体上增加了该生物的遗传不稳定性。如果DNA中的损伤足够使DNA聚合酶III停止而不能继续复制，那么SOS反应就被激活。在这些情况下存在单链DNA。RecA蛋白通过结合单链DNA而被活化，该活化的形式导致LexA阻遏物的激活，从而解除20多个基因(包括UvrA、UvrB、UvrC、解旋酶II、DNApolIII、UmuC、UmuD)的转录阻滞。这些酶的组合活性可充分填补缺口区以致DNApolIII继续复制。然而，这些缺口会被填充上本不存在的碱基，从而这种类型的修复导致易于出错的修复，这总体上促进了细胞的遗传不稳定性。B.转座子上面提高的高或低保真性系统可以修复DNA损伤。但在某些情况下，该修复可包括额外的基因重排。而且，许多细菌细胞具有专门导致这种基因重排的机制。这些机制中尤其熟知的例子就是转座子。转座子是能从一个位点迁移到另一个位点的遗传元件，它可以在染色体内或者染色体外DNA(例如质粒)和染色体之间迁移。可以以几种途径进行转座；例如，转座因子可以从供体位点切除并整合到靶位点(非复制型转座)，或者备选地，可从供体位点复制到靶位点，导致所述元件的两个拷贝(复制型转座)。供体位点和靶位点的序列通常不相关。所述转座事件具有多种可能的结果。转座因子在一个基因中的整合可以破坏所述基因，这通常完全去除了所述基因的功能。在所述基因的周围DNA中发生的整合不会干扰编码序列自身，但是可以对所述基因的调节及其表达具有重要影响。位于基因组不同部分的两个转座因子拷贝间的重组事件可导致基因组片段的缺失、复制、倒位、转座或扩增。各种复制子也可能融合。最简单的类似转座子的遗传元件称作插入(IS)元件。IS元件含有一个可变长度(但是通常小于1500个碱基)的核苷酸区，其不含有编码区但在每个末端被反向重复序列包围。由于IS元件不编码任何可检测到活性的蛋白，通常观测到IS元件的存在只是因为IS元件插入的一个或多个基因丧失了功能。转座子是可移动的遗传元件，和IS元件相比，转座子含有与重复序列为边界的核苷酸序列，并且该序列可以编码一种或多种蛋白。这些重复区常含有IS元件。转座子编码的蛋白通常是转座酶(催化转座子从一个位点迁移到另一个位点的蛋白)和抗生素抗性基因。转座因子的机制和调节是本领域公知的并且描述于(至少通过例子)Lengeler等(1999)原生生物生物学(BiologyofProkaryotes)，ThiemeVerlagStuttgart，375-361页；Neidhardt等(1996)大肠杆菌和沙门氏菌(EscherichiacoliandSalmonella)，ASM出版社华盛顿特区；Sonenshein，Al.L.，等，编辑，(1993)枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)，ASM出版社，华盛顿特区；Voet，D.，和Voet，J.G(1992)Biochemie，VCHWeinheim，985-990页；Brock，T.D.，和Madigan，M.T.(1991)微生物生物学(BiologyofMicroorganisms)，第6版，PrenticeHall纽约，267-269页；和Klechner，N.(1990)“细菌中转座的调节”，Annu.Rev.Biochem.61297-327。C.转录细菌中基因的表达主要在转录水平被调节。转录装置包括许多蛋白，可将它们分成两组RNA聚合酶(操纵DNA转录的酶)和σ因子(通过将RNA聚合酶指向识别所述因子的特定启动子DNA序列来调节基因转录)。RNA聚合酶和σ因子的组合产生了RNA聚合酶全酶——一种活化的复合体。革兰氏阳性细菌如棒状杆菌只含有一种类型的RNA聚合酶但是合有许多不同σ因子，它们对不同启动子、生长期、环境条件、底物、氧气水平、运输过程等特异，结果，该生物能够适应各种环境和代谢条件。启动子是作为RNA聚合酶全酶停靠位点的特定DNA序列。许多启动子元件具有保守序列元件，它们可以通过同源搜索检测；备选地，可以用标准技术如引物延伸来鉴定特定基因的启动子区域。公知许多革兰氏阳性细菌的启动子区(见，例如Sonenshein，A.L.，Hoch，J.A.，和Losick，R.，编辑，(1993)枯草芽孢杆菌，ASM出版社华盛顿特区)。许多阻遏或活化机制影响启动子的转录控制。结合启动子的特定调节蛋白能够阻止(阻遏物)或支持(激活物)RNA全酶的结合，从而调节转录。这些阻遏物或激活物分子的结合也受到它们与其他分子如蛋白或其他代谢化合物的相互作用的调节。备选地，转录可以受到影响如延伸或终止等过程的因子的调节(见，例如Sonenshein，A.L.，Hoch，J.A.，和Losick，R.，编辑，(1993)枯草芽孢杆菌，ASM出版社华盛顿特区)。对各种环境或代谢信号作出反应调节基因的转录的能力使得细胞能够准确控制什么时候表达基因以及某时刻细胞中能存在多少基因产物。这反过来防止了不必要的能量浪费或者不必要的可能是稀有的中间物或辅因子的使用。D.翻译和氨酰tRNA合成酶翻译是根据RNA分子中所含信息从氨基酸合成多肽的过程。该过程的主要组分是核糖体与特异起始或延伸因子，如IF1-3、INVENTIVE-G和EFTu(见，例如Sonenshein，A.L.，Hoch，J.A.，和Losick，R.，编辑，(1993)枯草芽孢杆菌，ASM出版社华盛顿特区)。mRNA分子的每个密码子编码一个特定氨基酸。通过转移-RNA(tRNA)将mRNA转变成氨基酸。这些tRNA分子由一条RNA单链(60到100个碱基之间)组成，该单链以L形三维结构存在，具有延伸区或“手臂”。这些手臂中的一个与mRNA分子上的特定密码子序列形成碱基对。另一条手臂特异性地与特定氨基酸(由密码子编码)相互作用。其他tRNA手臂包括可变手臂、TψC手臂(其携带胸苷酸和假尿苷酸修饰)和D手臂(其携带二氢尿苷修饰)。还不清楚所述其他tRNA结构的功能，但是它们在tRNA分子中的保守性暗示它们在蛋白合成中有作用。为了基于核酸的tRNA分子与正确氨基酸配对，称作氨酰-tRNA合成酶的一类酶必须起作用。存在多种多样的这种酶，它们中的每一个都对特定tRNA和特定氨基酸特异。所述酶在一两步反应中将末端tRNA-腺苷-核糖单位的3’-羟基结合到氨基酸。首先，该酶通过与ATP和氨基酸反应而活化，形成氨酰-tRNA-合成酶-氨酰-腺苷酸复合体。其次，氨酰基基团从酶转移到目标tRNA上，氨酰基在目标tRNA上保持高能状态。然后tRNA分子与其在mRNA分子上的识别密码子的结合使tRNA-结合的高能氨基酸与核糖体接触。在核糖体中，装载氨基酸的tRNA(氨酰基tRNA)占据结合位点(A位点)，其旁边的另一个位点(P位点)携带氨基酸与新生多肽链结合的tRNA分子(肽酰tRNA)。氨酰基tRNA上的活化氨基酸具有充分反应性，使得在该氨基酸和新生多肽链上的邻近氨基酸之间自发形成肽键。GTP水解为转移tRNA提供能量，tRNA此时装载多肽链从核糖体的A位点转移到P位点，该过程重复进行直到遇到终止密码子。翻译可以在许多不同步骤上被调节。这些步骤包括核糖体与mRNA的结合、mRNA二级结构的存在、密码子使用或特定tRNA的频率。特殊调节机制如衰减作用也可以在翻译水平起作用。可以在例如Vellanoweth，R.L.(1993)《枯草芽孢杆菌和其他革兰氏阳性细菌》中的“翻译及其调节”，Sonenshein，A.L.，等，编辑，ASM出版社华盛顿特区，699-711及其中所引用的参考文献中发现许多这些机制的深入讲解。E.蛋白质折叠和蛋白质分泌蛋白质的核糖体合成形成的多肽链必须采用三维形式才能够正常发挥功能。通过折叠过程形成三维结构。多肽链具有柔性并且(原则上)容易在溶液中自由移动，直到它们采用一种导致更稳定的三维结构的构象。然而，有时蛋白质折叠是困难的，这或者是因为环境条件(例如，高温下系统中的动力学能量使得蛋白更难达到能量最小化的稳定结构)或者是因为蛋白质本身的类型(例如蛋白质中彼此紧靠的疏水区易于聚集，从而使它们从水性溶液中沉淀下来)。已经鉴定了能够催化、陪伴或者支持蛋白质折叠的类似蛋白质的因子，它们被共翻译或翻译后合成。这些蛋白质折叠分子包括脯氨酰-肽基异构酶(例如引发因子、cyclophilin和FKBP同系物)以及热休克蛋白(例如DnaK、DnaJ、GroEL、小热休克蛋白、HtpG和Clp家族成员(例如ClpA、ClpB、ClpW、ClpP和ClpX)。这些蛋白中的许多对细胞的存活重要除了它们在蛋白质折叠、蛋白质运输和蛋白质加工中的作用，它们还常常作为蛋白质合成总体调节的靶标(见，例如Bukau，B.(1993)分子微生物学(MolecularMicrobiology)9(4)671-680；Bukau，B.，和Horwich，A.L.(1998)细胞(Cell)92(3)351-366；Hesterkamp，T.，Bukau，C.(1996)FEBSLett.389(1)32-34；Yaron，A.，Naider，F.(1993)生物化学和分子生物学的关键评论(CriticalReviewsinBiochemistryandMolecularBiology)28(1)31；Scheibel，R.，Buchner，J.(1998)生物化学药理学(Biochemicalpharmacology)56(6)675-682；Ellis，R.J.，Hartl，F.U.t1996)FASEBJournal10(1)20-26；Wawrzynow，A.，等(1996)分子微生物学(MolecularMicrobiology)21(5)895-899；Ewalt，K.I.，等(1997)细胞90(3)491-500)。前面鉴定的伴侣蛋白以两种方式起作用它们或者结合并稳定多肽或者提供折叠可发生而不被破坏的环境。前者包括例如DnaK、DnaJ和热休克蛋白，它们直接结合新生或错误折叠的多肽，并常伴随着ATP水解。伴侣蛋白的结合防止了多肽与其他多肽的聚集，并且能够迫使已经形成的团聚体解体。与另一伴侣蛋白GrpE相互作用(这使得可能发生ADP-ATP互换)后，多肽在熔球态被释放出来并能够折叠。如果折叠错误，伴侣蛋白再次结合错误折叠的蛋白并且迫使其返回到未折叠的状态。该循环可以反复发生直到蛋白正确折叠。与简单结合多肽的第一组伴侣蛋白相比，第二组(例如GroEL/ES)不仅结合多肽，而且完全将其围住使多肽免受环境影响。GroEL/ES复合体由具有疏水内表面的两个堆叠的14元环和一个7元环构成的“盖子”组成。在依赖ATP的反应中，多肽被牵引到该复合体的中心通道中，在该通道中多肽能够折叠而不受其他多肽的破坏。错误折叠的蛋白不会从该复合体释放。蛋白质折叠中一个重要的步骤是二硫键的形成。这些键存在于亚基中或者蛋白质的亚基之间，它们对蛋白质的稳定性是重要的。在水性溶液中易于形成二硫键，在没有还原环境的帮助下较难逆转错误的二硫桥形成。为了支持正确的二硫桥形成过程，大多数细胞的胞质溶胶含有含巯基的分子，如谷胱甘肽或硫氧还蛋白和它们相应的氧化/还原系统(Loferer，H.，Hennecke，H.(1994)生物化学科学的趋势(TrendsinBlochemicalSciences)19(4)169-171)。然而，在某些时候并不需要新生多肽折叠，例如如果这些蛋白将要被分泌的时候。折叠过程通常导致蛋白的疏水区域位与所述蛋白的中心，从水性溶液中脱离出来，并且亲水区域被呈现在所述蛋白的外部表面。尽管这种构象排列产生了稳定性较高的蛋白，但是它使得该蛋白跨膜运输更困难，因为膜的疏水核心本身与蛋白的亲水外层不相容。从而，由细胞合成的必须被分泌到细胞外面的蛋白(例如细胞表面酶和膜受体)或者必须插入到膜自身中的蛋白(例如转运蛋白和通道蛋白)通常在折叠前分泌或插入。防止新生多肽链聚集的相同伴侣蛋白也防止多肽的折叠，直到不再需要它们。因此，这些蛋白能够“护卫”新生多肽链到细胞中的合适位置，在此它们或者被除去以便蛋白能够折叠或者将蛋白运送到转运系统，该系统或者将多肽分泌出去或者支持其插入到膜中。在进化过程中形成了一种专门的蛋白机器，其识别、结合、运输和加工具有特定前序列(它们后来通过切割从该蛋白中除去)的蛋白。所述机器包含总称为sec(II型分泌)系统的许多蛋白(回顾见Gilbert，M.，等(1995)生物技术关键回顾(CriticalReviewsinBiotechnology)15(1)13-39及其参考文献；Freudl，R.(1992)生物技术杂志(JournalofBiotechnology)23(3)231-240及其参考文献；Neidhardt，F.C.，等(1996)大肠杆菌和沙门氏菌(E.coliandSalmonella)，ASM出版社华盛顿特区，967-978页；Binet，R.，等(1997)Gene192(1)7-11undRapoport，T.A.(1986)生物技术关键回顾(CriticalReviewsinBiochemistry)20(1)73-137及其参考文献)。Sec系统包含伴侣蛋白(例如SecA和SecB)、整合膜蛋白(也称作移位酶(例如SecY、SecE和SecG))信号肽酶(例如LepB)。具有导致分泌的前序列的新生多肽与SecB结合，SecB将其转移到细胞膜内表面上的SecA。SecA结合前序列，ATP水解后，插入到膜中并迫使部分多肽穿过膜。多肽剩余部分通过移位酶(如SecY、SecE和SecG)复合物被引导穿过膜。最后，信号肽酶通过切割除去前序列，多肽游离定位在膜的胞外面并在那儿自发折叠。独立于Sec的分泌机制也是公知的。例如，依赖信号识别颗粒的途径包括在新生多肽合成中信号识别颗粒(SRP)蛋白结合该新生多肽，从而使核糖体停止。然后，膜内表面的SRP受体结合核糖体-多肽-SRP复合体。GTP水解提供了将此复合体转移到sec-移位酶复合体所需的能量，在sec-移位酶复合体上，该多肽在其被核糖体合成的过程中被引导穿过膜。公知存在其他分泌机制，这些机制只是对少许蛋白特异。III.本发明元素和方法本发明至少部分是基于新分子的检测，这些分子在本文中称作SES核酸和SES蛋白分子，它们参与谷氨酸棒状杆菌中DNA的修复或重组、谷氨酸棒状杆菌DNA的转座或其它重排、谷氨酸棒状杆菌中基因的表达(即转录或翻译过程)以及该微生物的蛋白质折叠或蛋白质分泌。在一个实施方案中，SES分子参与谷氨酸棒状杆菌中DNA的修复或重组、遗传物质的转座、基因表达(即，转录或翻译过程)、蛋白质拆叠或蛋白质分泌。在一个优选的实施方案中，本发明的SES分子的活性通过影响DNA的修复或重组、DNA的转座、基因表达、蛋白质折叠或蛋白质分泌而影响所述微生物的目标精细化学品的生产。在一个尤其优选的实施方案中，本发明SES分子的活性受到调节，使得本发明SES参与的谷氨酸棒状杆菌的细胞过程(例如DNA的修复或重组、DNA转座、基因表达、蛋白质折叠或蛋白质分泌)的活性也被改变，这直接或间接地导致谷氨酸棒状杆菌生产目标精细化学品的产率、产量和/或效率受到调节。术语“SES蛋白”或“SES多肽”包括参与许多与谷氨酸棒状杆菌中的遗传稳定性、基因表达、蛋白质折叠或蛋白质分泌相关的细胞过程的蛋白质。例如，SES蛋白可参与谷氨酸棒状杆菌中DNA修复或重组机制，参与谷氨酸棒状杆菌的遗传物质的重排(如那些受转座子介导的重排)，参与该生物中基因的转录或翻译，参与介导谷氨酸棒状杆菌中蛋白质的折叠(如伴侣蛋白活性)或者参与谷氨酸棒状杆菌细胞的蛋白质的分泌(例如在sec系统上)。SES蛋白的例子包括那些由表1和集合A中列出的SES基因编码的蛋白。术语“SES基因”或“SES核酸序列”包括编码SES蛋白的核酸序列，其包含编码区和相应的非翻译的5’和3’序列区。SES基因的实例在表1中列出。术语“产量”和“生产力”是本领域中已知的并且包括发酵产物的浓度(例如，在预定的时间段和预定的发酵体积内生产的目标精细化学品的浓度(例如kg产物/h/l))。术语“生产效率”包括细胞为得到特定产物量所需的时间(例如，细胞为达到精细化学品的特定产出率所需的时间)。术语“产率”或“产物/碳产率”是本领域已知的并且包括将碳源转化成产物(即精细化学品)的效率。这例如通常表达为kg产物/kg碳源。增加化合物的产率或产量可在预定时间内在特定培养体积中增加所得分子或该化合物的适宜得到的分子的量。术语“生物合成”和“生物合成途径”是本领域中已知的并且包括细胞在例如多步过程或高度调节的过程中从中间物合成化合物，优选有机化合物。术语“降解”和“降解途径”是本领域中已知的并且包括细胞在例如多步过程或高度调节的过程中将化合物，优选有机化合物切割成降解产物(用更通俗的术语更小或更简单的分子)。术语“代谢”是本领域中已知的并且包括生物体中发生的生物化学反应的整体。这样，特定化合物的代谢(例如氨基酸如甘氨酸的代谢)包括细胞中与该化合物有关的所有生物合成、修饰和降解途径。术语“DNA修复”是本领域公知的，包括将DNA中的错误(或者由于损伤如，但不限于，紫外辐射、甲基化酶、低保真性复制或诱变剂)切除和纠正的细胞机制。术语“重组”或“DNA重组”是本领域公知的，包括这样的细胞机制，该机制可以通过与同一细胞中另一份未损伤的DNA分子拷贝同源重组来纠正影响DNA分子的两条链的大的DNA损伤。这些修复通常是低保真性的，并且可以导致基因重排。术语“转座子”是本领域公知的，包括一种DNA元件，其能够随机插入生物体基因组并且可以导致基因或它们的调节区被破坏或者导致复制、倒位、缺失和其他基因排列。术语“蛋白质折叠”是本领域公知的，包括多肽链在几种三维构型间变动直到达到稳定的活性三维构型。二硫键的形成和疏水区从周围水性溶液的分离为该蛋白的折叠过程提供了一定的动力，并且伴侣蛋白的活性可以加强正确折叠。术语“分泌”或者“蛋白质分泌”是本领域中公知的，包括蛋白质以某种机制从细胞内部移动到细胞外部，在该机制中分泌蛋白系统使得蛋白穿过细胞膜到达细胞外面。在另一个实施方案中，本发明的SES分子能够调节目标分子，如精细化学品在微生物如谷氨酸棒状杆菌中的生产。存在多种机制，通过这些机制本发明的SES蛋白的修饰能够直接影响含有该修饰蛋白的谷氨酸棒状杆菌菌株的精细化学品生产的产率、产量和/或效率。例如，调节直接参与转录或翻译的蛋白(例如聚合酶或核糖体)使它们的数量或者活性增加将总体上增加细胞的转录或翻译(或者这些过程的速率)。这种增加的细胞基因表达将包括那些参与精细化学品生物合成的蛋白，使得能够增加一种或多种目标化合物生产的产率、产量或效率。修饰谷氨酸棒状杆菌转录/翻译蛋白机器以改变这些蛋白的调节也能增加参与精细化学品生产的基因的表达。对许多参与肽折叠的蛋白活性的修饰可以增加细胞中正确折叠分子的总体生产，从而增加目标蛋白(例如精细化学品生物合成蛋白)正确发挥功能的可能性。此外，可能可以通过突变参与谷氨酸棒状杆菌分泌的蛋白以增加它们的数量或活性，使精细化学品(例如酶)从细胞向发酵培养基中的分泌增加，而从发酵培养基中可以容易地得到所述精细化学品。本发明的SES分子的遗传修饰也能够间接调节一种或多种精细化学品的生产。例如，可以通过增加本发明的DNA修复蛋白或DNA重组蛋白的数量或活性来增加细胞检测并修复DNA损伤的能力。这将有效增加细胞将突变基因保留在其基因组中的能力，从而增加通过遗传方法导入谷氨酸棒状杆菌中的转基因(其编码例如可以增加精细化学品生物合成的蛋白)在微生物的培养中不被丢失的可能性。相反，可以通过减少一种或多种DNA修复蛋白或DNA重组蛋白的数量或活性来增加生物的遗传不稳定性。这些操作将提高所述生物通过诱变被修饰而不纠正导入的突变的能力。对于参与谷氨酸棒状杆菌中遗传元件的转座或重排的蛋白(例如转座子)，这也是一样的。增加或减少这些蛋白的数量或活性的突变发生使得可能同时增加和减少微生物的遗传稳定性。这关键性地影响向谷氨酸棒状杆菌中导入另一个突变和保留导入的突变的可能性。转座子同样提供了一种诱变谷氨酸棒状杆菌的合适的机制；通过转座子诱变可以容易地进行目标基因(例如精细化学品的生物合成基因)的复制以及不想要的基因(例如参与目标精细化学品的降解的基因)的破坏。可以通过调节一种或多种参与对特定环境条件应答而调节转录或翻译的蛋白(例如，σ因子)来防止细胞在存在于大规模发酵培养中的不利的环境条件下减慢或者停止蛋白质合成。这将增加基因表达，并且这反过来可以使目标精细化学品在所述条件下的生物合成增加。许多这样的分泌蛋白具有对细胞存活重要的功能(例如细胞表面蛋白酶或细胞表面受体)。通过改变分泌途径使所述蛋白更容易被运输到它们的胞外位置，可以增加细胞总体存活力从而导致在大规模发酵时存在更多能够生产精细化学品的谷氨酸棒状杆菌细胞。因为还知道特定细菌蛋白分泌途径(例如sec系统)也参与整合膜蛋白(例如受体、通道、孔或转运蛋白)向膜的插入，故调节参与谷氨酸棒状杆菌蛋白质分泌的蛋白的活性可影响细胞清除废产物或者输入必需代谢物的能力。如果这些分泌性蛋白的活性增加，那么细胞生产精细化学品的能力(由于膜中存在增多的转运蛋白/通道，它们能够输入营养物或清除废产物)同样也可以增加。如果所述分泌蛋白的活性降低了，可能将没有足够营养物来支持目标化合物的过量生产或者废产物将干扰该生物合成。制备本发明的核酸序列的一个适宜的起点是谷氨酸棒状杆菌菌株的基因组，该菌株可以从美国典型培养物保藏中心获得，其名称是ATCC13032。可以使用常用方法通过表1中所示的修饰从这些核酸序列制备本发明的核酸序列。本发明的SES蛋白或其生物学活性部分或片段可以参与谷氨酸棒状杆菌中DNA修复或重组、遗传物质的转座、基因表达(即转录或翻译过程)、蛋白质折叠或蛋白质分泌或者具有表1中描述的一种或多种活性。下面的小章节更详细地描述了本发明的各个方面A.分离的核酸分子本发明的一个方面涉及编码SES多肽或其生物活性部分的分离核酸分子及核酸分子片段，其中所述核酸分子片段足以用作杂交探针或引物，用来鉴定或扩增编码SES的核酸(例如SESDNA)。如此处所用，术语“核酸分子”是指包括DNA分子(例如cDNA或基因组DNA)和RNA分子(例如mRNA)和用核苷酸类似物产生的DNA或RNA类似物。该术语也包括位于基因编码区3’和5’端的非翻译区基因编码区5’端上游的至少约100个核苷酸的序列和基因编码区3’端下游的至少约20个核苷酸的序列。核酸分子可为单链或双链，但优选地为双链DNA。“分离的”核酸分子为从存在于此核酸的天然源中的其它核酸分子中取出的核酸分子。优选地，“分离的”核酸不具有在该核酸所来自的生物体基因组DNA中天然存在于该核酸侧翼的序列(例如，位于该核酸5’或3’端的序列)。例如，在不同实施方案中，该分离的SES核酸分子可包含少于约5kb，4kb，3kb，2kb，1kb，0.5kb或0.1kb在该核酸所来自的细胞(如谷氨酸棒状杆菌细胞)基因组DNA中天然存在于该核酸分子侧翼的核苷酸序列。而且，“分离的”核酸分子如cDNA分子当通过重组技术产生时可基本上不含有其它细胞物质或培养基，当通过化学合成产生时，可基本上不含有化学前体或其它化学品。本发明的核酸分子，如具有集合A的核苷酸序列的核酸分子或其部分可用标准的分子生物学技术和本文提供的序列信息制备。例如，使用集合A的完整或部分序列作为杂交探针和标准的杂交技术(例如，在Sambrook，J.，Fritsh，E.F.和Maniatis，T.分子克隆实验室手册(MolecularCloningALaboratoryManual).第二版，冷泉港实验室，冷泉港实验室出版社，冷泉港，纽约，1989中所述)，可自谷氨酸棒状杆菌文库分离谷氨酸棒状杆菌SEScDNA。而且，包含集合A的完整序列或其部分的核酸分子可使用根据该序列设计的寡核苷酸引物，应用聚合酶链反应分离(例如，包含集合A的完整或部分序列的核酸分子可使用根据该同样序列设计的寡核苷酸引物，应用聚合酶链反应分离)。例如，可从正常的内皮细胞分离mRNA(例如，通过Chirgwin等人(1979)生物化学(Biochemistry)185294-5299的硫氰酸胍提取法)并用反转录酶(例如，莫洛尼鼠类白血病病毒反转录酶，可从Gibco/BRL，Bethesda，MD获得；或AMV反转录酶，可从SeikagakuAmerica，Inc.，St.Petersburg，FL获得)制备cDNA。用于聚合酶链反应扩增的合成寡核苷酸引物可根据集合A所述的核苷酸序列之一设计。本发明的核酸可用cDNA或用基因组DNA作为模板、使用合适的寡核苷酸引物按照标准的PCR扩增技术来扩增。这样扩增的核酸可克隆入合适的载体并通过DNA序列分析鉴定。对应于SES核苷酸序列的寡核苷酸还可以通过标准的合成技术制备，例如用DNA自动合成仪制备。在一个优选的实施方案中，本发明的分离核酸分子包含集合A中所示的核苷酸序列之一。在另一个优选的实施方案中，本发明的分离的核酸分子含有与集合A中所示核酸序列之任一互补的核酸分子或其部分，所述核酸分子与集合A中所示核酸序列之任一足够互补以致其与集合A中所示序列之一能杂交而得到稳定双链体。在一个实施方案中，本发明的核酸分子编码这样的蛋白质或其部分，其包括充分同源于集合B的氨基酸序列的氨基酸序列，以至于该蛋白质或其部分仍然能够参与谷氨酸棒状杆菌中DNA的修复或重组，遗传物质的转座、基因表达(即转录或翻译过程)、蛋白质折叠或蛋白质分泌。如此处所用，术语“充分同源”是指蛋白质或其部分所具有的氨基酸序列包括最小数目的与集合B的氨基酸序列相同或等同的氨基酸残基(例如，氨基酸残基具有与集合B中序列之一的氨基酸残基相似的侧链)，以至于该蛋白质或其部分能够参与谷氨酸棒状杆菌中DNA的修复或重组，遗传物质的转座、基因表达(即转录或翻译过程)、蛋白质折叠或蛋白质分泌。如此处所述的谷氨酸棒状杆菌中参与遗传稳定性、基因表达、蛋白质折叠或蛋白质分泌的蛋白可能在一种或多种精细化学品的生产和分泌中起作用。此类活性的实例也在此进行了描述。因此，“SES蛋白的功能”对一种或多种精细化学品的产率、产量和/或生产效率起直接或间接的作用。SES蛋白的实例在表1中给出。本发明SES核酸分子编码的蛋白的部分优选是任何SES蛋白的具生物学活性的部分。文中所用术语“SES蛋白的生物学活性部分”旨在包括SES蛋白的一部分，例如结构域或基元，其能够参与谷氨酸棒状杆菌中DNA的修复或重组，遗传物质的转座、基因表达(即转录或翻译过程)、蛋白质折叠或蛋白质分泌或者具有表1中所示任一活性。为了确定SES蛋白或者其生物学活性部分能否参与谷氨酸棒状杆菌中DNA的修复或重组，遗传物质的转座、基因表达(即转录或翻译过程)、蛋白质折叠或蛋白质分泌，可以进行酶活性分析。这些分析方法在实施例部分的实施例8中详细描述，技术人员熟知这些方法。除了群体中可能存在的SES序列的天然变体外，技术人员还理解可通过突变向集合A的核苷酸序列中导入变化，由此导致所编码的SES蛋白的氨基酸序列改变，但不损害SES蛋白的功能。例如，可在集合A的核苷酸序列中进行在“非必需”氨基酸残基处导致氨基酸替换的核苷酸替换。“非必需”氨基酸残基是任一野生型SES蛋白序列(集合B)中可以被修饰而不改变所述SES蛋白的活性的残基，但“必需”氨基酸残基为SES蛋白活性所需。然而，其它氨基酸残基(例如，在具有SES活性的结构域中不保守或仅为半保守的那些氨基酸残基)对活性可能为非必需的，并因此可能被改变而不导致SES活性的改变。编码同源于集合B的蛋白质序列的SES蛋白的分离核酸分子可通过将一个或多个核苷酸替换、添加或缺失导入集合A的核苷酸序列中以使一个或多个氨基酸替换、添加或缺失导入所编码的蛋白质中而产生。可通过标准技术将突变导入集合A的核苷酸序列之一，如定点诱变和PCR-介导的诱变。优选地，在一处或多处预测的非必需氨基酸残基处进行保守氨基酸替换。“保守氨基酸替换”为将氨基酸残基用具有相似侧链的氨基酸残基替换。具有相似侧链的氨基酸残基家族已在本领域定义过。这些家族包括具有碱性侧链的氨基酸(例如，赖氨酸、精氨酸、组氨酸)、具有酸性侧链的氨基酸(例如，天冬氨酸、谷氨酸)、具有不带电荷的极性侧链的氨基酸(例如，甘氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、半胱氨酸)、具有非极性侧链的氨基酸(例如，丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、色氨酸)、具有β-分支侧链的氨基酸(例如，苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸)和具有芳族侧链的氨基酸(例如，酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、组氨酸)。因此，优选地在SES蛋白中预测的非必需氨基酸残基用来自同一侧链家族的另一氨基酸残基替换。或者，在另一实施方案中，可通过如饱和诱变沿着全部或部分SES编码序列随机导入突变，并根据文中所述的SES活性对所得突变体进行筛选，以鉴定保留SES活性的突变体。对集合A序列之任一诱变后，可重组表达编码蛋白，并用例如文中所述的试验(参见实施例部分的实施例8)确定所述蛋白质的活性。B.重组表达载体和宿主细胞本发明的另一方面涉及包含编码SES蛋白(或其部分)的核酸的载体，优选表达载体。如此处所用，术语”载体”是指这样的核酸分子，其可转运与其连接的另一核酸。一种类型的载体为”质粒