Uma ATP sintase ? qualquer enzima ou prote?na catal?tica que est? principalmente envolvida na s?ntese de adenosina trifosfato (ATP), uma das unidades mais importantes de armazenamento de energia nos sistemas biol?gicos. Diferentes variedades de ATP sintase aparecem em diferentes tipos de c?lulas e organelas, bem como em organismos completamente diferentes. Nas plantas, por exemplo, a CF1FO-ATP sintase est? presente nas membranas tilac?ides dos cloroplastos, os quais s?o os principais respons?veis ??pela fotoss?ntese. Nos animais, por outro lado, a F1FO-ATP sintase est? presente na mitoc?ndria, as organelas respons?veis ??pela produ??o de energia. Apesar dessas diferen?as de tipo e localiza??o, os componentes principais da enzima tendem a ser bastante semelhantes em todos os organismos.
Conforme indicado pelos nomes de diferentes tipos de prote?na, existem duas subunidades prim?rias das enzimas sintetizadoras de ATP, FO e F1. A subunidade FO – “O” e n?o “zero” – ? assim chamada porque se liga ? oligomicina, essencial para alguns aspectos da s?ntese de ATP. Essa parte da ATP sintase est? embutida nas membranas da mitoc?ndria, enquanto F1, que simplesmente significa “Fra??o 1”, est? dentro da matriz da mitoc?ndria. ? poss?vel que essas subunidades tenham sido, ao mesmo tempo, prote?nas completamente separadas que, ao longo da hist?ria evolutiva, foram integradas em uma estrutura de natureza altamente prevalente.
O processo de s?ntese de ATP requer um pouco de energia, e a enzima ATP sintase est? equipada para atender a essa necessidade. A subunidade FO utiliza um gradiente de pr?tons para produzir a energia necess?ria para a s?ntese real de ATP, que ocorre na subunidade F1. Um gradiente de pr?tons ? um tipo de gradiente eletroqu?mico no qual a energia potencial causada por diferen?as de carga atrav?s de uma membrana ? usada para alimentar v?rios processos bioqu?micos. ?s vezes, o gradiente de pr?tons ? realmente o objetivo final; nesses casos, o ATP pode realmente ser consumido para fornecer a energia necess?ria.
A estrutura e fun??o da ATP sintase ? quase a mesma em todos os organismos. ?s vezes, subunidades diferentes s?o envolvidas e, ?s vezes, n?meros e arranjos diferentes das subunidades s?o usados, mas, em sua ess?ncia, os dom?nios proteicos e os processos bioqu?micos envolvidos s?o muito semelhantes. Essa semelhan?a torna a ATP sintase interessante de uma perspectiva evolutiva. O fato de a enzima ter sido t?o bem preservada na maioria dos organismos ao longo da hist?ria implica que as estruturas foram desenvolvidas muito cedo na hist?ria evolutiva. Os bi?logos acreditam que as duas subunidades F que comp?em o n?cleo da enzima realmente desempenhavam fun??es amplamente n?o relacionadas inicialmente, mas foram capazes de se unir para formar a sintase altamente ?til.