Hvordan E. coli bevæger sig: Den bemærkelsesværdige flagella-motor

E. coli svømmer ved hjælp af peritriche flageller — spiralformede filamenter roteret af en sofistikeret rotations-motor indlejret i celle-hulsen. Denne nanomaskine er et Wunder af biologisk ingeniørkunst.

Flagella-arkitektur

• Basal-krop: Rotations-motoren (MS-ring, C-ring, stang, stator-proteiner MotA/MotB) udnytter proton-motorisk kraft (PMF) til at generere drejningsmoment.
• Krog: Et fleksibelt universelle led, der overfører drejningsmoment fra motor til filament.
• Filament: Et polymer af flagellin (FliC), ca. 20 nm i diameter og 10–15 µm langt.

Genetisk regulering

• Mester-regulator FlhDC (FlhD₄C₂ kompleks) aktiverer klasse 2 og 3 flagella-gener.
• Kemotaksi-systemet (Che-proteiner) modulatorer rotations-bias via fosforyleret CheY (CheY-P) binding til motor-skift-kompleks (FliG/FliM).

Kør-og-tumble-navigation

• Mod uret (CCW) rotation: Flageller samles til bunt, producerer en glat "run" (ret svømning).
• Med uret (CW) rotation: Bunden flyver fra hinanden, forårsager et "tumble" (tilfældig reorientering).
• Kemoattraktanter (f.eks. serine, aspartat) → ↓ CheY-P → længere runs mod kilden.
• Kemorepellentia → ↑ CheY-P → mere hyppige tumbles.

Biologisk betydning

Motilitet muliggør kolonisering af nicher som tarmen og urinvejene, faciliterer biofilm-dispersion, og bidrager til virulens. Flagellin er også en potent immun-aktivatør, genkendt af TLR5 på værts-celler.