ATPシンターゼ（合成酵素）の仕組み

ATPシンターゼは、陽子の動きが中心茎またはγサブユニットの回転を駆動する分子機械です。

この回転するγサブユニットは、3つのα βサブユニットペアからなる六量体球状ヘッドを通過します。

各βサブユニットには、オープン、ルーズ、タイトの3つのコンフォメーション状態を達成できる触媒部位があり、それぞれが基質と製品に対する親和性が異なります。

ATP合成の触媒サイクルは、βサブユニットの開放状態から始まります。その後、基質であるADPと無機リン酸塩が触媒部位に入ることができます。

γサブユニットが120度回転すると、触媒部位が緩い状態に変わります。これにより、基質が触媒部位に弱く結合することができます。

γサブユニットがさらに120度回転すると、触媒部位はタイト状態に切り替わります。これにより、基質は触媒部位にしっかりと結合し、自然に凝縮してしっかりと結合したATPになります。

次のγサブユニットの回転では、触媒サイトは開状態に戻り、ATPに対する親和性を失い、それによってATPが放出されます。

全体として、このプロセスは、ローターと中央の茎のプロトン誘起回転を伴い、続いて球状ヘッドのコンフォメーション変化により、ADPと無機リン酸塩の侵入とその後のATPの生成が可能になります。