構成細菌的鞭毛纖維的粒狀蛋白質。其分子量可因菌種而異，腸細菌群的是5-6萬，而芽孢桿菌屬據報道為3萬左右。這種蛋白質的氨基酸組成也因菌種而異，但都含有多量的天冬氨酸、蘇氨酸、谷氨酸，而不含半胱氨酸和色氨酸。在沙門氏菌的一些種中，鞭毛蛋白所含賴氨酸，約有半數在ε位被甲基化。鞭毛纖維是通過鞭毛蛋白分子卷成圓筒狀聚合而成。聚合反應是通過疏水鍵進行的，此時分子的形態發生了變化。而且由于形態發生改變的分子只在分子的一端與另一分子形成鍵，所以纖維只朝一個方向延長。用強酸處理或在60℃左右加熱，鞭毛纖維即解離成鞭毛蛋白。把解離的分子放在適當離子強度的鹽溶液中，使成過飽和狀態時，則鞭毛蛋白會自動聚合而能再組成鞭毛纖維。鞭毛纖維成特殊的螺旋形，是由鞭毛蛋白的立體結構及其排列方式所決定的。通過誘變使鞭毛蛋白的氨基酸組成發生改變，可以得到同螺旋型鞭毛的細菌。
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