ATP sintasi fosforila ADP per produrre ATP. Questo enzima è incorporato nella membrana interna dei mitocondri. L'ATP sintasi è anche chiamata F0F1-ATPasi perché consiste di due parti: una porzione F0 che si trova nella membrana e una sezione F1-ATPasi che si trova nella matrice dei mitocondri.
Per fosforilare l'ADP, i protoni entrano nel complesso della sintasi ATP dalla regione tra le membrane interne ed esterne dei mitocondri. Il processo di protoni che entra nel canale protonico della porzione F0 dell'enzima crea energia per alimentare il processo di aggiunta di un gruppo fosfato ad ADP dalla porzione F1-ATPasi.
La potenza dei protoni che entrano nel canale del protone ruota anche una parte del F1-ATPase chiamato gambo centrale. Quando il gambo centrale gira, un gruppo fosfato viene aggiunto ad ADP e quindi viene rilasciata la molecola di ATP appena sintetizzata.
