1。プロトン勾配： ATPシンターゼは、内側のミトコンドリア膜または細菌の原形質膜を横切る電気化学勾配としても知られるプロトン勾配によって駆動されます。この勾配は、電子輸送鎖によって確立され、細胞呼吸中の電子の流れに由来するエネルギーを使用して、膜全体にプロトンをポンピングします。
2。立体構造の変化： ATPシンターゼは、F₀と呼ばれる中央回転ユニットとF₁と呼ばれる周辺のヘッドピースを含むいくつかのタンパク質サブユニットで構成されています。 F₀ユニットは膜に埋め込まれており、プロトンが流れるようにするチャネルが含まれています。プロトンがこのチャネルを通過すると、構造を回転させます。
3。 ADPおよび無機リン酸（PI）の結合： ATP合成酵素のF₁ヘッドピースには、ADPと無機リン酸（PI）結合がある3つの触媒部位が含まれています。これらの結合部位は、f₀ユニットの回転によって駆動される立体構造の変化を受けます。
4。立体構造の変化は、ATP合成を駆動します： f₀サブユニットが回転すると、F₁ヘッドピースの立体構造の変化により、ADPとPI分子はATP合成のために正しい方向に集まります。酵素は、ADPとPIの間の共有結合の形成を触媒し、ATPの合成をもたらします。
5。 ATPのリリース： 新しく合成されたATP分子は、F₁ヘッドピースの触媒部位から放出されます。これらのATPは、周囲の細胞環境に拡散し、そこでさまざまな細胞プロセスのエネルギー源として使用できます。
要約すると、ATPシンターゼは、電子輸送チェーンによって確立されたプロトン勾配に保存されたエネルギーを利用して、ADPおよびPIからのATPの合成を促進する立体構造の変化を促進します。 ATPシンターゼの回転メカニズムは、基質の結合と放出と相まって、ATPの効率的かつ連続的な生産を可能にし、多数の生物学的プロセスに細胞エネルギー通貨を提供します。
