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'''三磷酸腺苷合酶'''或'''[[ATP]][[合酶]]'''，三[[磷酸]][[腺苷酶]]（ATPase）的一种，在这里并特指F类的F_oF₁ATP合酶（F （ATPase）的一种，在这里并特指F类的FFATP合酶（F Type F_oF₁ FF ATP Synthase）。它利用[[呼吸链]]产生的质子的[[电化学]]势能，通过改变[[蛋白质]]的结构来进行ATP的合成。

[[File:Atp synthase (simplified Chinese).jpg|thumb|right|300px|F_oF₁[[三磷酸腺苷]]合酶分子模型]]

在真核细胞中，ATP合酶存在于[[线粒体]]的内膜或，F_o[[亚单位]]存在于膜内，F1

* F₁单元 F单元 – α（3个）、β（3个）、γ（1个）、δ（1个）、ε（1个）* F_o单元 F单元 – a（1个）、b（2个）、c（9-12个）

[[真核生物]]的F型ATP酶F₁单元的种类的数量与原核生物相同、F_o单元的结构与原核生物相似，但是亚单位的数量不是很明了。的F型ATP酶F单元的种类的数量与原核生物相同、F单元的结构与原核生物相似，但是亚单位的数量不是很明了。

F₁ 单元[[催化]]以下ATP合成反应。

:[[三磷酸腺苷|ATP]] <math>\overrightarrow\longleftarrow</math> [[ADP]]+Pi（[[磷酸]]）

F₁单元催化的反映是可逆的，在进行离子运输时，进行ATPF单元催化的反映是可逆的，在进行离子运输时，进行ATP[[水解反应]]。

F_o单元形成F单元形成[[离子通道]]，质子可以从中通过：

:H⁺in　<math>\overrightarrow\longleftarrow</math>　H⁺outHin　　Hout

当质子利用电化学势能通过F_o单元时，可以带动和其连接的轴（γ亚单位），改变F₁单元的结构，进而调节F₁单元与ATP和ADP：Pi的结合能（Binding 当质子利用电化学势能通过F单元时，可以带动和其连接的轴（γ亚单位），改变F单元的结构，进而调节F单元与ATP和ADP：Pi的结合能（Binding Energy），降低ATP生成的[[活化]]能，达到ATP合成的目的：

:ADP + Pi + 3 H⁺out　→　ATP Hout　→　ATP + 3 H⁺inHin

在ATP酶的酶学模型中，验证其γ轴是否旋转占有重要地位，1997年，英国自然杂志（vol. 386, pp. 299–302）刊了日本科学家题为"''Direct observation of the rotation of F1-ATPase''"的文章，报道了ATP合成[[酵素]]F₁单元可以通过水解ATP造成γ亚单位（轴）的旋转，并进行了单F单元可以通过水解ATP造成γ亚单位（轴）的旋转，并进行了单[[分子]]观察和录像、该论文证明了Paul D. Boyer的“ATP合酶的旋转理论”。同年Paul D. Boyer，John E. Walker和Jens C. Skou因ATP合酶的研究获得诺贝尔[[化学]]奖。