De fosforylatie van ADP naar ATP in chloroplast-ATP-synthase vindt plaats in het kopstuk (CF1) -domein, dat uitsteekt van het thylakoïdmembraan in het stroma. Het CF1-domein bevat de katalytische plaatsen voor zowel ATP-synthese als hydrolyse.

Bij de fosforylering van ADP zijn drie specifieke subeenheden binnen het CF1-domein betrokken:

α-subeenheid: Deze subeenheid bevat de actieve plaats voor ATP-synthese en hydrolyse. Het bindt ADP en anorganisch fosfaat (Pi) en vergemakkelijkt de chemische reactie die ADP in ATP omzet.

β-subeenheid: De β-subeenheid helpt bij de binding van ADP en Pi aan de katalytische plaats op de α-subeenheid. Het neemt ook deel aan de conformationele veranderingen die optreden tijdens ATP-synthese en hydrolyse.

γ-subeenheid: De γ-subeenheid speelt een cruciale rol bij energietransductie. Het verbindt de roterende c-subeenheid in het transmembraandomein (CFO) met de katalytische α- en β-subeenheden in het CF1-domein. De rotatie van de γ-subeenheid als gevolg van de protongradiënt over het thylakoïdmembraan drijft de conformationele veranderingen aan die leiden tot ADP-fosforylering.

Deze drie subeenheden werken, samen met andere componenten van het CF1-domein, samen om de fosforylering van ADP en de synthese van ATP in het ATP-synthase van de chloroplast te vergemakkelijken.