能量运输的关键-ATP酶与GTP酶
ATP与ATP酶：
ATP酶，又称为三磷酸腺苷酶，是一类能将三磷酸腺苷（ATP）催化水解为二磷酸腺苷（ADP）和磷酸根离子的酶，这是一个释放能量的反应。在大多数情况下，能量可以通过传递而被用于驱动另一个需要能量的化学反应。这一过程被所有已知的生命形式广泛利用。
部分ATP酶是内在膜蛋白（Integral membrane protein），可以锚定在生物膜上，并可以在膜上移动；这些ATP酶又被称为跨膜ATP酶。跨膜ATP酶可以为细胞输入许多新陈代谢所需的物质并输出毒物、代谢废物以及其他可能阻碍细胞进程的物质。例如，钠钾ATP酶（又称为钠／钾离子ATP酶）能够调节细胞内钠／钾离子的浓度，从而保持细胞的静息电位；氢钾ATP酶（又称为氢／钾离子ATP酶或胃质子泵）可以使胃内保持酸化环境。
具有ATP酶活性的蛋白有：
①离子泵：钠钾泵，质子泵，钙泵等
②肌球蛋白——横桥
③轴浆运输中的驱动蛋白（顺向）和动力蛋白（逆向）
GTP和GTP酶：
鸟苷-5'-三磷酸，（GTP），是一类嘌呤类核苷三磷酸，它可以在DNA复制期间的DNA转录过程中作为RNA生物合成的底物。它的结构与含氮碱基鸟嘌呤相似，唯一的不同是GTP连有一个核糖基团以及三个磷酸基团，其中，鸟嘌呤与核糖基团的1位碳相连，磷酸基团与核糖基团的5位碳相连。
另外，GTP还能在生物体代谢过程中作能量源或底物活化剂，这一点和ATP（三磷酸腺苷）相似，不过，它的专一性较强，GTP一般在蛋白质生物合成以及糖异生过程中作能量源。
GTP在信号转导过程中起不可或缺的作用，特别是和G蛋白作用时以及在第二信使机制中，在GTP酶的催化作用下，GTP会转化为GDP（二磷酸鸟苷）。
GTP主要在以下几个生物过程中起着重要作用：
能量转化
GTP参与细胞中的能量转化过程，比如，在三羧酸循环中，一种酶能产出GTP分子。这也相当于产生了一分子的ATP，因为GTP能被核苷二磷酸激酶（NDK）转化为ATP分子。
基因转译
在转译过程中，GTP作为氨酰tRNA与核糖体A位点结合、核糖体在mRNA上自5'端向3'端转位等过程的能量源。
微管聚合及解聚
在微管聚合过程中，每一个异质二聚体都由携带两分子GTP的α-tubulin和β-tubulin分子组成。这些分子携带的GTP会在二聚体加到延伸中的微管正端时水解。上述GTP水解对微管生成并不是必须的，但似乎只有与GDP结合的微管蛋白可以解聚。因此，不难推测，一个GTP结合微管蛋白在微管尖端作为一个“帽”来防止解聚。一旦这个GTP分子水解，微管就会开始解聚，并迅速缩短。
线粒体功能
蛋白质转位进入线粒体基质的过程需要与GTP和ATP的相互作用。这些蛋白质的进入对线粒体内几个调节通路来说至关重要。
具有GTP酶活性的蛋白有：
①G蛋白
②小G蛋白（Ras蛋白：酪氨酸激酶受体-TPK-Ras-MAPK通路）
③蛋白质合成过程中的某些起始因子，延长因子，终止因子
④视杆细胞外段膜盘上的转导蛋白Gt属于G蛋白
ATP酶和GTP酶是一类分别能催化ATP或GTP分解为ADP或GDP和磷酸盐离子的酶。这些酶在能量运输、信号传导、蛋白质合成和细胞分化中起着关键的作用。
无机磷酸根（Pi）：
无机磷酸根（Pi）是生物系统中最重要的离子之一，它具有多种作用。它最重要的作用之一是作为分子开关，通过介导生物系统中各种蛋白激酶和磷酸酶来开启和关闭酶的活性。无机磷酸盐最普遍是以一磷酸腺苷（AMP）、二磷酸腺苷（ADP）、三磷酸腺苷（ATP）、脱氧核糖核酸（DNA）及核糖核酸（RNA）的形式出现，且可以经由水解ADP或ATP而被释放出来。
