Protonpumpen är ett integrerat membranprotein som för protoner över membranet i en cell , mitokondrier eller annat intracellulärt rum.
Under cellandning tar protonpumpar protoner från matrisen och släpper ut dem i den inre kaviteten. Dessa fångade protoner i organellen bildar både en pH- och en elektrisk laddningsgradient och skapar en elektrokemisk potential som fungerar som ett energilager för cellen.
Samtidigt liknas själva cellmembranet vid en damm i en flod, som inte släpper tillbaka protoner i matrisen. Eftersom pumpen pumpar protoner mot en gradient kräver detta arbete energi. Pumpen i sig skapar inte energi. Den omvandlar energin som tas emot från någon källa till den potentiella energin för den elektrokemiska gradienten.
I mänskliga mitokondrier utförs protonpumparnas arbete av elektrontransportkedjan . Till exempel sker rörelsen av protoner av cytokrom c-oxidas på bekostnad av cytokrom c-elektroner. På proton-ATPas i plasmamembranet , såväl som på transmembran-ATPas av andra cellmembran, utförs protontransport på grund av ATP-hydrolys.
ATP-syntas F o F 1 , som används i mitokondrier, tvärtom, överför vanligtvis protoner över membranet från en region med hög till en region med låg koncentration, genom att använda energin som frigörs under denna överföring för att syntetisera ATP. För att säkerställa passagen av protoner genom det inre membranet öppnas en protonkanal tillfälligt i den .
I bakterier , såväl som i icke-mitokondriella ATP-producerande organeller, erhålls energin som används för att transportera protoner i elektrontransportkedjan eller genom fotosyntes .
ATP -ligaset CF1 som används i växtkloroplaster motsvarar det humana ATP- syntaset F o F1 .
Bacteriorhodopsin är ett fotosyntetiskt pigment som används av arkéer , särskilt halobakterier .