細菌の鞭毛は、フィラメント、ユニバーサルジョイント（フック）、モーター（基部体）から構成されています。 このような指向性運動は走化性と呼ばれる。 しかし、鞭毛は必ずしも病原性に必須なわけではない。 鞭毛は、クオラムセンシングやバイオフィルム形成への対応に重要である。 また、鞭毛は運動以外の機能にも関与している可能性がある。詳細はウィキペディアの「鞭毛」を参照のこと。 いくつかのタンパク質は数コピーしか存在せず、フィラメントタンパク質であるFliCは数万コピー存在する。 鞭毛は以下の3つの主要な領域から構成されている。

モーター

細菌鞭毛の基部には可逆モーターがあり、基部体とも呼ばれる。 モーターを駆動するエネルギー源は、ある細菌ではプロトン（水素イオン、H+）、他の細菌ではナトリウムイオン（Na+）の起電力勾配である。 この勾配は、細胞外ではイオン濃度が高く、細胞内ではイオン濃度が低くなっている。 イオンはバクテリアの細胞の外から内へと流れ、モーターを通過して、よく分かっていないメカニズムで回転を駆動している。

詳しくは、べん毛生合成タンパク質

フィラメント（プロペラ）

べん毛フィラメントは比較的硬いらせん状の棒で、通常、バクテリア細胞の何倍もの長さがある。 サルモネラ菌を含む多くの運動性細菌は、各細胞から複数の鞭毛が伸びている。 この鞭毛をモーターで回転させることにより、細胞を動かす。 詳しくは、鞭毛タンパク質、細菌の鞭毛フィラメントを参照してください。 フックは柔軟で、フィラメントとバクテリアの細胞表面との角度を広い範囲で変化させることが可能である。 しかし、フックはモーターからのトルクを効率よくフィラメントに伝え、フィラメントを回転させる。

詳細は

Assembly

Assembly of the bacterial flagellumを参照ください。

鞭毛の組み立てでは、タンパク質成分が基部体、フック、フィラメントの中空コアを伝わって、新生鞭毛の先端に集合する。 難波グループは、2004年頃の組立過程の理解を示す動画を作成した。

鞭毛蛋白質の立体構造

鞭毛蛋白質の立体構造