猪链球菌(Streptococcus suis)是一种人兽共患的传染病病原,在全球有16个国家和地区都有猪链球菌病流行的报道,不仅对养猪业造成巨大的经济损失,而且严重威胁人类健康。猪链球菌根据荚膜抗原成分的不同分成33个血清型,其中猪链球菌2型(SS2)能够感染人,是流行最广、毒力最强的优势血清型。1998年和2005年中国爆发了两次由SS2感染人引起的疫情,总共造成229人发病,52人死亡的严重后果。随着抗生素的广泛使用,猪链球菌的耐药问题日益严重。病原细菌的细胞分裂蛋白质机器(protein machinary)是新的抗菌药物创制的重要靶标。与杆菌不同,链球菌具有特殊的细胞分裂机制。然而,链球菌细胞分裂机制缺乏深入研究。隔膜的形成及正确定位是细菌细胞分裂的关键环节。细菌细胞分裂骨架蛋白FtsZ与多种细胞分裂相关蛋白质相互作用形成Z环和隔膜。最近的研究发现,在枯草芽孢杆菌中存在一种膜结合蛋白SepF,可作为Z环与细胞膜之间的“桥梁”蛋白,将Z环精确的锚定到细胞中部的细胞膜上。SepF在链球菌细胞分裂过程中的功能是否与杆菌一样尚不清楚。本研究以猪链球菌为研究材料,研究SepF在链球菌生长和细胞分裂中的功能,取得的主要研究结果如下:1.SepF对SS2生长和细胞形态的影响:以SS2野生菌株SC-19为亲本菌株,构建了sepF基因缺失菌株和互补菌株。生长曲线、革兰氏染色和扫描电镜观察发现,sepF基因缺失后,SS细胞生长速度减慢,细菌链变长,透射电镜和超分辨显微镜观察发现,sepF基因缺失后SS细胞呈两头稍尖的纺锤状,细胞分裂位点的隔膜连接线与细胞纵轴不垂直、隔膜向胞内凹陷错位。可见,SepF蛋白的确影响猪链球菌的生长和细胞分裂。2.SepF蛋白与FtsZ蛋白的相互作用:细菌双杂交实验发现SepF蛋白与FtsZ蛋白能够互作。分别克隆、表达和纯化SepF和FtsZ蛋白,体外实验也证实了二者的相互作用,并且SepF能够促进FtsZ蛋白的聚合形成多聚体。此外还发现SepF蛋白能与肽聚糖合成酶MurG互作。这些结果预示与杆菌一样,SepF蛋白可能在链球菌中也协助正确选择细胞分裂位点,影响细胞分裂中隔膜形态,在维持细胞形态具有重要功能。