细菌鞭毛马达中力矩产生的力学机制
生物物理
2016-02-17 v1 亚细胞过程
摘要
细菌鞭毛马达（BFM）负责驱动细菌的运动和趋化性，这是致病性和生物膜形成中的基本过程。在 BFM 中，力矩在跨膜蛋白（定子）与转子之间的界面处产生。众所周知，离子沿跨膜梯度通过定子复合体提供了力矩产生所需的能量。然而，这一能量转换所涉及的物理机制仍知之甚少。在此我们提出一个针对 BFM 中力矩产生的力学具体模型。具体而言，我们识别出力矩产生中涉及的两种基本力：静电力与空间位阻力。我们提出静电力用于定位定子，而空间位阻力构成实际的“动力冲程”。具体地，我们预测定子 -螺旋中围绕一个脯氨酸“铰链”残基的离子诱导构象变化直接负责产生动力冲程。我们的模型预测与近期关于单定子马达的实验吻合良好。此外，我们提出了若干实验以阐明定子数量可能不恒定的马达中的力矩-转速关系。所提出的模型为鞭毛马达的几个基本特征提供了力学解释，包括：力矩-转速与转速-离子动力势关系、倒转、步长变化以及集群实验之谜。
引用
@article{arxiv.1501.02883,
title = {Mechanics of torque generation in the bacterial flagellar motor},
author = {Kranthi K. Mandadapu and Jasmine A. Nirody and Richard M. Berry and George Oster},
journal= {arXiv preprint arXiv:1501.02883},
year = {2016}
}