2.1 ATP合酶

ATP合酶一般指的就是F₁F₀ATP合酶，属于F系ATP酶。其中F1指的是蛋白质亲水性的头部，暴露在膜外面，F₀指的是疏水性的尾部，掩藏在膜里面，在电子显微镜下，ATP合酶就像是长在膜上的一个个蘑菇。结合生物课本，必修一人教版实验版教材图5-5，5-6和新教材5-5中那个催化ADP和Pi结合生成水的酶一般叫做ATP合成酶，其实就是这里所说的ATP合酶。值得注意的是，能合成ATP的酶除了上述介绍的F型ATP酶还有存在于古菌中的A型ATP酶，但后者存在范围较窄，目前只在古菌中发现。而F₁F₀ATP合酶广泛存在于所有细胞生物中，广泛存在于细胞各类膜上。尤其是在真核细胞线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜上ATP合酶大量分布。

ATP合酶是一种复合型的蛋白质，常聚集于膜上脂筏部位，起到物质运输和催化的功能。结构组成上，ATP合酶由F₀和F₁两个转动马达共轴耦合而成，F₀蛋白掩藏在膜内，可以看作是一个H⁺通道蛋白，而暴露在膜外的部分F₁蛋白类似于一个电机，三对αβ蛋白环化而成“定子”，γ蛋白则是其“转子”。