나노기술 및 정책 정보

• 목록

● 오사카대학 공동 연구진이 편모 모터의 축받이가 회전축과의 정전 상호작용에 의해 회전 시의 에너지 손실을 최소화하는 메커니즘을 규명

● 연구진은 박테리아의 생체 분자 모터가 인공 모터와 달리 정전 상호작용에 의해 회전 중의 축과 축받이의 에너지 낭비를 최소화하는 것을 발견

● 편모 모터는 세포막 내외의 막 전위차와 수소 이온 농도차에 의한 에너지를 약 100%의 효율로 토크(torque)로 변환하고 레이싱카 엔진에 필적할 정도로 고속으로 회전하는 효율적인 모터

● 편모 모터는 축받이의 입체 구조가 밝혀지지 않아, 모터의 높은 에너지 변환 효율을 가능하게 하는 메커니즘과 축 주위에 축받이를 구성하는 단백질이 자율 집합하여 자기 구축하는 방법은 알려져 있지 않은 상황

● 연구진은 축과 축받이를 포함하는 입체 구조를 극저온 전자 현미경에 의한 단일 입자 구조 해석법을 이용하여 분석

● 해당 연구 성과는 축-축받이 정전 상호 작용이 모터의 회전뿐만 아니라 축받이의 자기 구축 기능에도 관여하고 있음을 세계 최초로 규명

● 향후 에너지 변환 효율이 높은 나노 디바이스에 응용되는 것 외에 공학 및 약물 전달 시스템에도 활용될 것으로 기대

※ Nature Communications 게재, “Structure of the molecular bushing of the bacterial flagellar motor”