關(guān)于ATP酶催化ADP氧化磷酸化成ATP的機(jī)制，先后提出過(guò)幾種假說(shuō)

　　1、化學(xué)偶聯(lián)假說(shuō)；

　　2、構(gòu)象假說(shuō)；

　　3、化學(xué)滲透假說(shuō)。

　　目前流行的是化學(xué)滲透假說(shuō)，由英國(guó)生物化學(xué)家P.Mitchell于1961年提出。該學(xué)說(shuō)很好地說(shuō)明線粒體內(nèi)膜中電子傳遞、質(zhì)子電化學(xué)梯度建立、ADP磷酸化的關(guān)系，并具有大量的實(shí)驗(yàn)支持，得到公認(rèn)并獲得了1978年諾貝爾獎(jiǎng)。 [1]

　　化學(xué)滲透假說(shuō)的基本設(shè)想是：當(dāng)高能電子沿呼吸鏈傳遞時(shí)，釋放出的能量使質(zhì)子（H+）從線粒體內(nèi)膜的基質(zhì)側(cè)泵至膜間隙；內(nèi)膜形成電化學(xué)質(zhì)子梯度。在該梯度中蘊(yùn)藏了能量，這種能量經(jīng)ATP合成酶催化驅(qū)使ADP和無(wú)機(jī)磷酸形成ATP，即為氧化磷酸化過(guò)程。此假說(shuō)依據(jù)線粒體的功能有四點(diǎn)具體的假設(shè)：

　　1、呼吸鏈各組成成分在線粒體內(nèi)膜上有一定的位置。當(dāng)電子從一種載體傳遞至另一種載體時(shí)，將質(zhì)子泵出基質(zhì)

　　2、線粒體ATP合成酶復(fù)合體也可跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)質(zhì)子，但其作用是可逆的。該復(fù)合體利用足夠的電化學(xué)質(zhì)子梯度能量在其內(nèi)部合成ATP，這時(shí)質(zhì)子由膜間隙通過(guò)復(fù)合體向基質(zhì)方向流動(dòng)；當(dāng)電化學(xué)質(zhì)子梯度不足以合成ATP時(shí)，ATP酶復(fù)合體能水解ATP，產(chǎn)生的能量將質(zhì)子從基質(zhì)側(cè)泵到膜間隙。

　　3、線粒體內(nèi)膜一般不允許離子透過(guò)，特別是H+、OH-不能自由通透。

　　4、內(nèi)膜上含有許多載體蛋白質(zhì)，作為中間物幫助代謝物和一些無(wú)機(jī)離子進(jìn)、出基質(zhì)腔。