ATP-synthese is aantoonbaar een van de meest kritieke biologische processen in de hele natuur. Het levert de energie die nodig is om enzymatische reacties aan te sturen, die op hun beurt het cellulaire leven stimuleren zoals we het kennen. Chemiosmosis is een proces waarbij de beweging van een stof door een membraan wordt gekoppeld aan een chemische reactie. Levende cellen gebruiken dit proces om ADP om te zetten in ATP.

ADP en ATP

Het enige verschil tussen ADP en ATP is een enkele fosfaatgroep bestaande uit een fosforatoom en vier zuurstofatomen (ADP heeft twee groepen, terwijl ATP er drie heeft). Een aanzienlijke hoeveelheid energie wordt opgeslagen in de bindingen tussen fosfaatgroepen en cellen gebruiken die energie om reacties te genereren door de binding vrij te maken en ATP om te zetten in ADP.

ATP Synthase

ATP-synthase is een mitochondrieel enzym dat ADP terug naar ATP omzet wanneer protonen (waterstofatomen zonder elektronen) over het binnenste mitochondriale membraan stromen. Deze protonen stromen door een kanaal in het synthase en de enzymatische subeenheid gebruikt de chemiosmotische energie om ADP en een vrije fosfaatgroep te combineren in ATP.