Research on the driving, lubrication and self assembled mechanism of bacterial flagellar motor

细菌鞭毛马达驱动、润滑及自组装机制研究

基本信息

  • 批准号:
    17560115
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2005
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2005 至 2006
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In this research, we investigated the driving, lubrication and self assembled mechanism of bacterial flagellar motor in order to develop new principle of nanomachine architecture. In nanoscale world, different kind of physical effects have essential roles on driving, lubrication and self assembled mechanism of machines. We did not know the guiding principle to construct nonomachine at the starting point of the study. Bacterial having flagellar motor sometimes called living nanomachine as it has motor, journal bearing universal joint and screw. Our main idea is to get the precise knowledge of the mechanism of bacterial flagellar motor and utilizing these mechanisms to the driving, lubrication and self assembled system of nanomachines.In a previous study, we estimated lubrication mechanism of bacterial flagellar. By using theory of the classical hydrodynamic lubrication, we calculated load capacitance. Resulting load capacitance is order of 0.1pN( x 10^<-12>N) and this values is not adequate to compensate driving force (0.5pN) Furthermore, intermolecular force between rod and journal becomes order of 10^2pN that is far bigger than load generated by driving force.Thus, we concluded that new lubrication mechanism must be introduced to explain the behavior of PL ring. We proposed use of diffusive double layer as possible candidate of lubrication mechanism. We estimated the load capacitance generated by this effect and showed the adequate amount of repulsive force can be obtained by this mechanism.We formulated new lubrication mechanism using the effects of diffusive double layer that is known as the origin of stability in hydrophobic colloidal solution. It is shown that this mechanism not only gives enough load capacitance to compensate the various forces between journal of rod in axial and radial direction but also gives driving force of self assembled system.
在这项研究中,我们研究了细菌鞭毛马达的驱动、润滑和自组装机制,以开发纳米机器结构的新原理。在纳米尺度世界中,不同类型的物理效应对机器的驱动、润滑和自组装机构具有重要作用。我们在研究之初并不知道构建非机器的指导原则。具有鞭毛马达的细菌有时被称为活纳米机器,因为它有马达、轴颈轴承万向节和螺钉。我们的主要想法是准确了解细菌鞭毛运动的机制,并将这些机制应用于纳米机器的驱动、润滑和自组装系统。在之前的研究中,我们估计了细菌鞭毛的润滑机制。利用经典流体动力润滑理论,我们计算了负载电容。产生的负载电容为 0.1pN( x 10^<-12>N) 量级,该值不足以补偿驱动力 (0.5pN) 此外,杆和轴颈之间的分子间力变为 10^2pN 量级,要大得多因此,我们得出结论,必须引入新的润滑机制来解释 PL 环的行为。我们建议使用扩散双层作为润滑机制的可能候选者。我们估计了这种效应产生的负载电容,并表明通过这种机制可以获得足够的排斥力。我们利用扩散双层效应(被称为疏水性胶体溶液稳定性的起源)制定了新的润滑机制。结果表明,该机构不仅能提供足够的负载电容来补偿杆轴颈之间轴向和径向的各种力,而且能提供自组装系统的驱动力。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Effects of Diffusive Double Layer on the Nano and Bio-nao Machines
扩散双层对纳米和生物纳米机器的影响
バクテリアべん毛モータの潤滑駆動機構を通して量子は見えるか
通过细菌鞭毛马达的润滑驱动机制可以看到量子吗?
Can we observe the quantum mechanical effects through the and Hideyasu Yoshimura motion of bacterial flagellar motor
我们能否通过细菌鞭毛运动和吉村英康的运动来观察量子力学效应
バクテリアベん毛モータの運動を通して量子は見えるか
通过细菌鞭毛马达的运动可以看到量子吗?
酸化チタン表面での水分子の分解機構の理論的研究II
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