Moleculaire motoren zijn kleine machines die chemische energie omzetten in mechanische energie. Ze worden aangetroffen in alle levende wezens en spelen een cruciale rol in veel cellulaire processen, zoals spiercontractie, celdeling en transport van materialen.

Het basisprincipe van een moleculaire motor is dat deze een kop heeft die zich bindt aan een specifiek molecuul, het substraat. Het hoofd ondergaat vervolgens een conformationele verandering, waardoor het substraat beweegt. De motor kan deze cyclus vervolgens herhalen om het substraat in een specifieke richting te bewegen.

Om te kunnen schakelen moet een moleculaire motor de grootte van de stap die hij zet veranderen. Dit kan gedaan worden door de hoek van het hoofd te veranderen of door de lengte van de hefboomarm te veranderen.

De hoek van de kop wordt bepaald door de sterkte van de binding tussen de kop en het substraat. Hoe sterker de binding, hoe kleiner de hoek van het hoofd en hoe korter de stapgrootte.

De lengte van de hefboomarm wordt bepaald door de afstand tussen de kop en het steunpunt. Hoe langer de hefboomarm, hoe groter de stapgrootte.

Door de hoek van de kop en de lengte van de hefboomarm te veranderen, kan een moleculaire motor schakelen en zijn substraat met verschillende snelheden bewegen.