A ATP sintase é uma enzima que desempenha um papel vital na adição de um fosfato ao ADP, ou difosfato de adenosina, para formar ATP ou trifosfato de adenosina. A enzima está localizada na mitocôndria de um célula, onde ocorre a síntese de ATP.
A ATP sintase catalisa a reação para combinar ADP, ou difosfato de adenosina, com uma única unidade de fosfato para produzir ATP. A própria enzima é uma máquina complexa composta por uma bomba de íons e dois motores moleculares que acionam a enzima.
A reação é estimulada quando os prótons são empurrados através do gradiente de prótons da membrana celular - o gradiente de prótons está localizado na mitocôndria. Os íons de hidrogênio presentes no gradiente atuam como uma fonte de energia para a ATP sintase e auxilia na formação de ATP ao adicionar um fosfato ao difosfato de adenosina já presente.
O ATP é uma poderosa fonte de energia armazenada no nucleoplasma e no citoplasma das células. A molécula é pertinente para que as operações celulares ocorram. A energia do ATP é liberada quando a molécula perde um grupo fosfato, que forma o ADP. O processo é então reciclado de volta ao ATP com a ajuda da ATP sintase conforme a molécula de ADP passa pela mitocôndria. ADP e ATP desempenham um papel fundamental na produção e uso de energia. Sua relação cíclica permite que a energia da célula seja restaurada com eficiência.