ATP合成酶是一種位于線粒體內(nèi)膜上的蛋白質(zhì)復(fù)合物，它在細胞的能量代謝中起著關(guān)鍵作用。這個酶能夠利用質(zhì)子梯度（即質(zhì)子動力）來催化ADP和無機磷酸生成ATP。

具體來說，當(dāng)電子傳遞鏈將電子從NADH或FADH2轉(zhuǎn)移到氧氣的過程中，會同時將大量的質(zhì)子泵出線粒體基質(zhì)到內(nèi)膜外側(cè)的空間中，形成一個高濃度的質(zhì)子梯度。這個質(zhì)子梯度具有勢能，可以驅(qū)動ATP合成酶工作。

ATP合成酶由兩個主要部分組成：F1和Fo。F1位于線粒體內(nèi)腔一側(cè)，是負(fù)責(zé)催化ADP與磷酸結(jié)合生成ATP的部分；而Fo則嵌入在線粒體內(nèi)膜中，形成質(zhì)子通道。當(dāng)高濃度的質(zhì)子通過Fo部分回流到線粒體基質(zhì)時，會促使Fo部分旋轉(zhuǎn)，這種機械運動傳遞給F1部分，并導(dǎo)致其構(gòu)象變化。這些構(gòu)象的變化使得ADP和磷酸能夠結(jié)合并轉(zhuǎn)化成ATP。

總的來說，ATP合成酶利用了由電子傳遞鏈產(chǎn)生的質(zhì)子動力來驅(qū)動自身結(jié)構(gòu)的改變，進而高效地催化了ATP的生成過程。這個過程不僅在線粒體中發(fā)生，在葉綠體及某些細菌中也有類似的機制存在。