Pompa de protoni este o proteină integrală din membrană care mișcă protonii prin membrana unei celule , mitocondrii sau alt compartiment intracelular.
În timpul respirației celulare , pompele de protoni preiau protonii din matrice și îi eliberează în cavitatea internă. Acești protoni prinși în organele formează atât un gradient de pH , cât și de sarcină electrică și creează un potențial electrochimic care servește ca depozit de energie pentru celulă.
În același timp, membrana celulară în sine este asemănată cu un baraj pe un râu, nepersând protonii înapoi în matrice. Deoarece pompa pompează protoni pe un gradient, acest lucru necesită energie. Pompa în sine nu creează energie. El transformă energia primită de la o anumită sursă în energia potențială a gradientului electrochimic.
În mitocondriile umane , activitatea pompelor de protoni este efectuată de lanțul de transport de electroni . De exemplu, mișcarea protonilor de către citocrom c oxidază are loc în detrimentul electronilor citocromului c. Pe ATPaza de proton a membranei plasmatice , precum și pe ATPaza transmembranară a altor membrane celulare, transportul de protoni se realizează datorită hidrolizei ATP.
ATP sintetaza F o F 1 , folosită în mitocondrii, dimpotrivă, transferă de obicei protoni prin membrană dintr-o regiune de mare concentrație într-o regiune de concentrație scăzută, folosind energia eliberată în timpul acestui transfer pentru a sintetiza ATP. Pentru a asigura trecerea protonilor prin membrana interioară, un canal de protoni este deschis temporar în ea .
În bacterii , precum și în organele nemitocondriale producătoare de ATP, energia utilizată pentru transportul protonilor este obținută în lanțul de transport de electroni sau prin fotosinteză .
ATP ligaza CF 1 utilizată în cloroplastele vegetale corespunde ATP sintazei umane F o F 1 .
Bacteriorhodopsin este un pigment fotosintetic folosit de arhee , în special de halobacteriile .