Cell Research | 朱永群/周艳联合揭示病原菌鞭毛马达旋转方向转换的分子机制

细菌鞭毛马达是一个巨大的双向旋转的分子马达，通过产生扭矩，高速旋转鞭毛丝，推动细菌运动，从而赋予了细菌超级运动能力，能驱使细菌每秒钟游动长达自己身长几十倍、甚至上百倍的距离。 细菌鞭毛马达能够在顺时针和逆时针旋转方向进行转换，进而改变细菌运动方向，对细菌的生存和致病性都至关重要，然而 细菌鞭毛马达旋转方向转换的分子机制长期不清楚，是领域内长期悬而未决的重要问题之一 。 2024年8月23日，浙江大学 朱永群 实验室和 周艳 实验室在 Cell Research 杂志在线发表了题为 Structural basis of the bacterial flagellar motor rotational switching 的研究论文，通过构建激活型趋化因子蛋白CheY突变体，纯化来源于病原菌沙门氏菌 （ Salmonella Typhimurium） 的内源性的、含方向开关复合物胞质环 （C ring） 的鞭毛马达颗粒，解析了分别处于逆时针和顺时针旋转方向中的、完整的鞭毛马达-接头装置复合物的两个高分辨率冷冻电镜结构，清晰地揭示了CheY蛋白结合导致方向开关复合物的构象变化，提出了鞭毛马达定子单元的内膜重定位概念，从而 阐明了细菌鞭毛马达旋转方向转换的分子机制，纠正了之前所有关于C ring的组装和结构的错误理解，向人们展示了完整的细菌鞭毛马达的结构及工作原理。