결론
우리는 프로테오로돕신을 통해 빛으로 구동되는 대장균 세포 의 속도 반응을 특성화했습니다 . 박테리아 운동성에서 막 충전 및 방전을 설명하는 데 일반적으로 사용되는 등가 회로 모델( 3 , 24 , 25 , 26 , 27 )은 우리의 관찰 결과를 해석하는 데 유용한 정성적 틀을 제공합니다. 모터에 결합된 고정자 수가 감소하는 동안 고정된 PMF에서 일정한 방전 시간을 관찰함으로써, 우리는 모터가 양성자의 주요 흡수원이 아니라는 결론을 내렸습니다( R leak ≪ R m ). 활성 고정자 수가 일정하게 유지될 때, 선형 회로 모델은 관찰된 동작을 설명하지 못합니다. 모델은 일정한 τ f ? CR leak를 예측하지만, 우리는 세포가 점점 더 충전됨에 따라 τ f가 감소하는 것을 관찰했으며 , 이는 R leak를 통해 흐르는 전류가 PMF에 비선형적으로 의존함을 시사합니다. 마지막으로, 조명 파장의 함수로 응답을 측정하여 프로테오로돕신 펌핑 활동을 정량화하는데, 이는 이전에 보고된 흡수 스펙트럼과 잘 일치합니다( 1 , 50 ).대장균의 유영 운동은 편모 운동 장치에 의해 구동되는데, 이 장치는 토크를 생성하는 고정자를 통해 유입되는 양성자 흐름에 의해 회전하는 나노 기계입니다. 이러한 양성자 전류가 양성자 구동력으로부터 어떻게 발생하는지는 종종 간단한 회로 모델을 사용하여 설명되는데, 이 모델에서 막은 편모 운동 장치 및 기타 저항성 양성자 채널을 통해 방전되는 축전기 역할을 합니다. 빛에 의해 구동되는 외부 양성자 펌프를 발현하는 대장균 의 유영 활동을 관찰함으로써 , 우리는 조절 가능한 광학 구동 하에서 시스템의 동적 반응을 조사하고 단순화된 회로 기반 설명의 한계를 검증했습니다. 우리의 결과는 편모 운동 장치가 양성자 구동력 방전의 주요 흡수원이 아니라는 것을 보여줍니다. 오히려 다른 막 채널들이 더 큰 양성자 전류를 전달하고 비선형적인 저항 거동을 나타냅니다. 동일한 실험 방법을 사용하여, 우리는 조명 파장에 따른 프로테오로돕신 펌핑 활성을 직접 정량화하고 이전에 보고된 흡수 스펙트럼과 비교했습니다.