Regulation und Funktion des Arginin Deiminase Systems von Streptococcus suis

Streptococcus (S.) suis ist einer der bedeutendsten Krankheitserreger beim Schwein, der jedes Jahr Schäden in Millionenhöhe verursacht. Klinisch manifestiert sich eine S. suis Infektion v. a. als Meningitis, Pleuritis oder Arthritis. Subklinische Verlaufsformen führen zu Kümmern oder geringeren Tagesgewichtszunahmen. Darüber hinaus gewinnt S. suis als Zoonoseerreger zunehmend an Bedeutung. Trotz der klinischen und wirtschaftlichen Relevanz ist über die Pathogenese der S. suis Infektion wenig bekannt. Die vorliegende Arbeit diente dazu, einen neuen Virulenz-assoziierten Faktor von S. suis, das ADS, molekularbiologisch und funktionell zu charakterisieren. Durch Untersuchungen zur Transkription und Translation wurde die Expression des ADS in Abhängigkeit verschiedener wirtsnaher Stressoren aufgeklärt. So konnte eine Induktion bei niedrigem Sauerstoffgehalt nachgewiesen werden, die sich in Anwesenheit von Arginin verstärkte. Aber auch die Funktionalität der assoziierten Regulatoren FlpS und ArgR spielt eine entscheidende Rolle, da die Inaktivierung einen vollständigen Verlust der Induzierbarkeit des ADS bedingte. Die Supplementation von Glukose führte hingegen zu einer Reprimierung des Systems, die durch eine Mutation im ccpA Gen aufgehoben werden konnte. Durch entsprechende Mutanten wurde gezeigt, dass das ADS bzw. dessen Induktion entscheidend für das Überleben unter sauren Bedingungen ist. Folglich überlebte der ADS-positive Wildtyp deutlich länger in Epithelzellen als eine ADS-defiziente Mutante. Auch die Verfügbarkeit des Substrats Arginin scheint essentiell für das intrazelluläre Überleben zu sein. So wies eine im Arginin-Transportprotein ArcD negative Mutante weder eine dem Wildtyp entsprechende Ammoniakproduktion noch ein vergleichbares Überleben im sauren Milieu auf. Die Ergebnisse erlauben den Schluss, dass dem ADS, neben seiner Funktion als ATP-liefernder Stoffwechselweg, eine wichtige Rolle als Überlebensfaktor von S. suis unter ungünstigen Bedingungen im Wirt zukommt.