го розміру, зібраному з декількох білкових молекул.
Давно відомо, що багато видів бактерій здатні плисти крізь товщу води. Швидкість такого руху може досягати 150 мікрон в секунду, тобто за одну секунду бактерія покриває відстань, приблизно в сто разів перевищує її довжину. Спочатку рух бактерій намагалися пояснити в рамках загальноприйнятої парадигми, яка передбачає, що вчинення всіх видів механічної роботи живими істотами відбувається за рахунок енергії гідролізу <# «18» src=«doc_zip2.jpg» /> І АТФ). У цих умовах, коли ні дихання, ні гідроліз АТФ не могли, єдиним джерелом енергії опинявся штучно створений градієнт іонів К + між бактерією і середовищем. Вихід К + з бактерії генерував на бактеріальний мембрані різниця електричних потенціалів «правильного» напряму (всередині клітин знак «мінус»). Виявилося, що цей градієнт здатний підтримувати рух бактерій протягом декількох хвилин, необхідних для вирівнювання концентрацій К + всередині і зовні клітини. Саме таким мав би бути відповідь бактерії, якщо прийняти, що джгутик обертається за рахунок перенесення іонів Н + з середовища всередину клітини: вихід К + створював поле, сприятливе для перенесення іонів Н + в напрямку зовні всередину через обертає джгутик «мотор».
Рис.2. Структура базального двигуна.
Але якщо наше припущення вірне, то бактерії, отруєні ціанідом і олігоміціном, можна привести в рух і зовсім іншим способом - просто підкисляючи середу. У цьому випадку іони Н + також мали б тенденцію переміщатися з середовища в клітину, хоча ніякого електричного поля підкислення середовища саме по собі створити не може. Досвід підтвердив і цю гіпотезу. Додавання невеликої кількості соляної кислоти до клітин, знерухомлених ціанідом і олігоміціном, викликало рух, исчезавшее в міру вирівнювання концентрацій іонів Н + по ту і іншу сторону бактеріальної мембрани. Ні градієнт К +, ні градієнт кислотності не викликали рухливості, якщо бактерії були оброблені речовин, підвищує провідність мембрани для іонів Н +. У цьому випадку іони Н + надходили в клітку, минаючи «мотор».
В результаті цих дослідів ми сформулювали висновок про те, що обертання бактеріального джгутика підтримується безпосередньо, без участі АТФ.
Рис. 3. Схема пристрою базального тіла бактерії, що має зовнішню і внутрішню мембрани. Обертові частини показані зеленим кольором, нерухомі - синім, а білки Mot, що викликають обертання за рахунок потоку Н +, - червоним. Жовтим кольором показані мембрани
Пристрій, вращающее бактеріальну флагелл, ми назвали протонним мотором. Згодом в нашій і однієї з японських лабораторій було показано, що деякі морські бактерії використовують «натрієвий мотор», де джерелом енергії руху служить різниця електрохімічних потенціалів іонів натрію (). У морського вібріона Vibrio alginolyticus <# «232» src=«doc_zip7.jpg» />
Рис. 4. Схема досвіду, що доводить, що при роботі бактеріального мотора джгутик зазнає обертання навколо своєї власної осі
Дихання створює (або) за рахунок відкачування іонів H + або Na + з бактеріальної клітини в зовнішнє середовище. Відповідно обертання джгутика забезпечується зворотним потоком іонів H + або Na + з середовища в клітину. Повертаючись назад, іони H + (Na +) рухаються «під гору», тобто в бік їх меншій концентрації і від плюса до мінуса. Такий процес привів би тільки до збільшення ентропі...
