Система окислительного фосфорилирования в митохондриях работает следующим образом: 1

1. Пируват, высвобождающийся при гликолизе, поступает в матрикс (люмен) митохондрии, где он распадается и, реагируя с коэнзимом А, образует ацетил-КоА. 2
2. После этого, при участии цикла лимонной кислоты с освобождением атомов водорода, ацетильный остаток ацетил-КоА распадается, образуя двуокись углерода. 2
3. Восстановление переносчика НАД+ в НАДН происходит при участии атомов водорода, и затем при окислении НАДН высвобождаются протон и электрон. 2
4. Из матрикса ионы водорода (протоны) переносятся через мембрану в межмембранное пространство, а электроны перемещаются вдоль мембраны с участием нескольких транспортных белков. 2
5. В результате по обе стороны мембраны создаётся градиент концентрации протонов. 2
6. Под действием этого градиента протоны переносятся через мембрану в обратном направлении. 2 Это осуществляется при участии большого белкового комплекса АТФ-синтазы, которая и образует АТФ из АДФ и неорганического фосфата. 2 Этот процесс носит название хемиосмос. 2