| 세계 최초로 세균 고속 운동의 모터 구조 분석 | ||
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  저장(浙江)대학교 생명과학연구원 Zhu Yongqun(朱永群) 교수 연구팀은 의학대학 Zhang Xing(張興) 교수 연구팀과 공동으로 세균의 운동성 "재능"을 분석하고 세계 최초로 살모넬라균 편모 모터의 조립 및 토크 전달 메커니즘을 체계적으로 규명함으로써 항생제 설계를 위한 새로운 방법을 제공했다. 해당 연구 성과는 국제학술지 "Cell"에 게재되었다. 전 세계 세균의 70%가 편모를 가지고 있다. 편모는 세균막의 모터, 세포외 접합 장치 및 편모털로 구성된다. 그 중, 편모 모터는 초당 300-2,400회 회전하여 동력을 발생시키며, 토크를 통해 접합 장치로 전달된 후 편모털을 구동시켜 프로펠러처럼 세균 운동을 촉진시킨다. 세균 편모 모터의 상세한 구조, 조립 메커니즘 및 고효율 토크 전달을 달성하여 편모털의 고속 운행을 구동하는 작동 원리는 기존에 해명되지 않았다. 연구팀은 매우 부드러운 편모 모터 정화 단계를 설계하여 최종적으로 완벽하고 안정적인 편모 모터와 접합 장치 복합 샘플을 획득했다. 또한 저장대학교의 300kV 극저온전자현미경 플랫폼을 이용하여 최초로 연결봉, 외막 루프, 원형질막 주위 루프, 내막 루프, 분비 장치 및 접합 장치 등 편모 모터의 고해상도 구조를 보여주었다. 분석 결과, 편모 모터에 함유된 양성자 펌프는 수소 이온 수송을 통해 양성자 펌프의 회전을 구동하고, 화학 에너지를 기계 에너지로 변환시킨 다음 토크를 편모 모터의 내막 루프로 전달하여 내막 루트의 회전을 촉진시킴을 발견했다. 여러 구조 요소 간의 다양한 미묘한 협력은 편모 모터가 양성자 펌프에서 변환된 기계 에너지를 손실없이 편모털로 전달할 수 있게 하고 편모털의 고속 회전을 촉진한다. 해당 연구는 편모 모터의 구조 분석을 통해 원자 수준에서 작동 원리를 규명하고 복잡한 나노 기계의 기원과 진화를 연구하기위한 신뢰성 있는 구조 정보를 제공하였으며 생물 진화 이론에 대한 새로운 관점을 제공했다. 정보출처 : http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2021/4/456425.shtm |
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