用JEOL冷冻电子显微镜解明传递细菌鞭毛马达旋转力的分子机制

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用JEOL冷冻电子显微镜解明传递细菌鞭毛马达旋转力的分子机制

研究成果要点

1.  原子分辨率下，解明将分子马达旋转力顺畅地传递给具有推进器功能的鞭毛的万向联轴节的机构；

2.  在功能状态下，弯曲成螺旋状的万向联轴节的结构解析被认为是不可能的，但是使用冷冻电子显微镜的单粒子像解析法成功地解析出它的高分辨结构；

3.  这个结构与细菌的运动和病原性有着密切的关联，它的解明不仅仅对纳米器件的设计，在新型抗生素的开发上也会带来丰硕成果。

概要

大阪大学蛋白质研究所的加藤貴之教授及大学院生命机能研究科的難波啓一特聘教授们的研究小组，解明了将细菌鞭毛马达旋转顺畅地传递给具有推进器功能的鞭毛的纳米尺寸的万向联轴节的分子机制。

目前为止，鞭毛的万向联轴节的钩状体的结构只能通过对调整成直线状的样品进行解析。这次，加藤教授、難波特聘教授们的研究小组，使用冷冻电子显微镜在功能状态下对弯曲成螺旋状的钩状体的自然形态的结构成功地进行解析，并在原子分辨率下解明万向联轴节的功能机制。该研究成果期待对纳米器件的设计及新型抗生素的开发有所帮助。

本研究成果于2019年11月22日发表在英国杂志「Nature communications」

题目：“Structure of the native supercoiled flagellar hook as a universal joint

作者：Takayuki Kato, Fumiaki Makino, Tomoko Miyata, Peter Horvath and Keiichi Namba

分辨率：3.6埃

使用设备：JEOL 冷冻电子显微镜

图1　冷冻电子显微镜下鞭毛的弯曲的钩状体的立体像和原子模型（右图是截面）