Hier is hoe het werkt:

1. Proton Motive Force: Terwijl elektronen door de elektronentransportketen in het mitochondriale binnenmembraan bewegen, pompen ze protonen (H+) van de mitochondriale matrix in de intermembraanruimte. Dit creëert een elektrochemische gradiënt, met een hogere concentratie protonen in de intermembraanruimte en een lagere concentratie in de matrix. De protonen hebben potentiële energie die in deze gradiënt is opgeslagen.

2. ATP -synthase: ATP -synthase is een eiwitcomplex ingebed in het binnenste mitochondriale membraan. Het heeft twee hoofdonderdelen:

* F0 Subeenheid: Dit deel fungeert als een kanaal waarmee protonen terug de gradiënt kunnen stromen vanuit de intermembraanruimte in de matrix.

* F1 -subeenheid: Dit deel is verantwoordelijk voor het synthetiseren van ATP van ADP (adenosinedifosfaat) en anorganisch fosfaat (PI).

3. ATP -synthese: Wanneer protonen door de F0 -subeenheid stromen, draait deze een rotor in het complex. Deze draaiende beweging stimuleert conformationele veranderingen in de F1 -subeenheid, die de fosforylering van ADP naar ATP katalyseert.

Daarom biedt de stroom van protonen langs de elektrochemische gradiënt de energie die nodig is voor ATP -synthase om ATP te genereren, de primaire energieveruta van cellen.