べん毛③　細菌のべん毛

細菌はべん毛をくるくる回転させて水中を泳ぎます．

遊泳速度は数十から数百μm／秒であり，速いものでは１秒間に体の大きさの100倍近く進みます．これはヒトで換算すると時速600 kmにもなり，リニア中央新幹線の速度をも上回ります．


繊維は長さ5‒10 μmで，フラジェリンタンパク質で構成されており， 10,000‒30,000分子を使って１本の繊維を形成しています．

典型的な細菌べん毛は繊維が剥き出しになっていますが，繊維が細胞膜で包まれているべん毛（Sheathed-Flagellum）や繊維が細胞壁とその外側ある細胞外膜の間に位置するべん毛（Periplasmic-Flagella）も知られています．

サルモネラ菌とべん毛の電子顕微鏡写真

繊維を回転させるためのモーター複合体（基部体）は，細菌表面の細胞内膜，細胞壁，細胞外膜の３層に固定されており， 30種類程度のタンパク質から構成される複雑で巨大な構造物です．

基部体はその構造の巧妙さから インテリジェント・デザイン（全知全能の神が生き物を作ったという説）の例として取り上げられることもあります．

べん毛基部体の電子顕微鏡写真

基部体の回転運動はイオン（主に水素イオン，別名プロトン）の流れによって駆動され，MotAB stator complex を介した細胞内へのプロトンの流入によって C ring が回転することで，繊維を回転させます．

イオンの流れが回転の駆動力となっている点は，次回・次々回で紹介するアーキアべん毛・真核生物べん毛との相違点になります．


図は(https://www.mdpi.com/2218-273X/9/7/279)から転載していますので，詳しく学びたい方はご覧ください．


（べん毛④に続く）