1. De protonmotieve kracht:

* ATP -synthase zit in het binnenste mitochondriale membraan in eukaryotische cellen (of het celmembraan in prokaryoten).

* Dit membraan scheidt twee compartimenten:de mitochondriale matrix (of het cytoplasma in prokaryoten) en de intermembraanruimte (of het periplasma in prokaryoten).

* Tijdens cellulaire ademhaling (of fotosynthese in planten), een protongradiënt is gevestigd in dit membraan. Dit betekent dat er een hogere concentratie protonen (H+) in de intermembraanruimte is in vergelijking met de matrix. Dit verschil in concentratie wordt de Proton Motive Force genoemd .

2. De roterende motor:

* ATP -synthase werkt als een roterende motor, met behulp van de protonmotieve kracht om ATP te genereren.

* Protonen stromen naar beneden hun concentratiegradiënt en gaan door een kanaal in ATP -synthase genaamd de F0 -eenheid . Deze stroom veroorzaakt een roterende component (F1 -eenheid) in het enzym.

* De rotatie van de F1 -eenheid stimuleert de synthese van ATP van ADP en anorganisch fosfaat (PI).

3. De ATP -productie:

* De F1 -eenheid heeft bindingsplaatsen voor ADP en PI.

* Terwijl de F1 -eenheid roteert, brengt deze deze moleculen samen, waardoor de vorming van ATP wordt vergemakkelijkt.

* Dit proces is zeer efficiënt, met een enkel proton dat ongeveer drie ATP -moleculen pompt.

In wezen werkt ATP -synthase als een moleculaire machine die de energie in de protongradiënt gebruikt om ATP te maken. Dit proces is van vitaal belang voor het voeden van cellulaire functies zoals eiwitsynthese, spiercontractie en actief transport.