细菌收缩环是细菌完成细胞分裂的重要结构,它由十几种蛋白组成,是高度动态的,其中最主要的组成蛋白是细菌骨架蛋白-FtsZ。FtsZ几乎存在于所有的细菌和古生菌中,在体外FtsZ可以自聚合形成高度动态的原丝纤维,在体内可以组装成高度动态的细菌收缩环。在细菌分裂的后期,收缩环会持续收缩,从而完成细菌的细胞分裂。由于细菌分裂是细菌生长的必需过程,因而对细菌分裂机理的阐明具有重要的科学意义。与真细菌相比,古生菌FtsZ蛋白家族非常特殊。它包含有两种不同的蛋白:FtsZ和CetZ,并且分别有多份拷贝,这和细菌是完全不同的,一般细菌只有单拷贝的FtsZ蛋白。我们对嗜盐古生菌Haloferax volcanii超家族中的FtsZ1,FtsZ2,CetZ1,CetZ2进行体外生化特性研究,观察它们之间的相互作用。研究中,我们用光散射信号的变化研究它们的动力学特性,并对比电镜观察蛋白聚合成的原丝纤维的形态变化以及GTP水解活性的变化。结果表明:FtsZ家族中的FtsZ1和FtsZ2在GTP存在时都可以聚合形成原丝纤维,不同的是,FtsZ1形成的是单一的结构,FtsZ2可以形成大的束状结构,当在FtsZ2中以不同的比例添加FtsZ1后,共聚物聚合的光散射信号随着FtsZ1的增加而减小,表明FtsZ1和FtsZ2是有相互作用的;FtsZ1和FtsZ2在GDP存在时也可以聚合形成单一结构的原丝纤维。FtsZ1的GTP水解速率比FtsZ2的大,FtsZ1和FtsZ2共聚物的GTP水解速率是二者的加和,结果进一步表明FtsZ1和FtsZ2是可以共聚合的。CetZ家族中的CetZ1和CetZ2在GTP存在时都可以聚合形成原丝纤维,不同的是,CetZ2形成的是单一的结构,CetZ1可以形成大的束状结构,当在CetZ2中以不同的比例添加CetZ1后,共聚物聚合的动力学随着CetZ1的增加而减小。表明CetZ1和CetZ2也是有相互作用的;CetZ1的GTP水解速率比CetZ2的大很多,CetZ1和CetZ2共聚物的GTP水解速率也是二者的加和,结果进一步表明CetZ1和CetZ2也可以共聚合。我们测定FtsZ和CetZ混合物的GTP酶活性,结果表明FtsZ和CetZ之间可能是相互抑制的,在不同形态的古生菌中共同定位细菌收缩环,对于更明确的结果还需要体内实验的验证。论文的第二部分,我们研究了铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,PA)细菌收缩环的一个可能的调控蛋白ZapL。铜绿假单胞菌对于进一步研究细胞分裂机理是一种很好的模式生物,我们通过和ZapA对比来研究ZapL的生化特性和功能。结果显示:ZapL可以增强FtsZ的聚合动力学,但是和ZapA相比,没有表现出解聚动力学;通过GFP标记后,ZapL-GFP在细胞中的定位很少,仅有的趋向于细胞分裂完成之后;ZapL过表达影响可能会影响细胞分裂,分裂细胞较少或者分裂速度变慢。我们的结果初步推测ZapL可能是细胞分裂机制的一个负调控因子,对于更精确的实验结果还在进行中。