Механизм переноса ионов обычно включает следующие стадии. Вначале ионофор, расположенные на поверхности мембраны, взаимодействует с катионом, находящимся в водной фазе с одной стороны мембраны. Образующийся комплекс внедряется в мембрану и перемещается к др. ее стороне под действием электрич. поля или градиента концентрации, после чего комплекс диссоциирует. Катион вновь переходит в водную фазу (принцип подвижного переносчика). Природные ионофоры часто характеризуются уникальной ионной избирательностью, что достигается строгим соответствием расположения атомов О лиганда размерам связанного иона. Например, искусственные фосфолипидные мембраны, которые в нормальном состоянии одинаково непроницаемы для Na+ и К+, пропускают в присутствии валиномицина 105 ионов К+ на один ион Na+. Для функционирования ионофоры важно, чтобы углеводородные цепи липидов мембраны были в подвижном ("жидком") состоянии; в противном случае комплексу не проникнуть через мембрану. Иногда к ионофорам относят также вещества, пронизывающие мембраны и образующие ион-проницаемые каналы (поры). Так, молекулы грамицидина А не перемещаются с одной стороны мембраны на другую, а встраиваются в мембрану в виде спирального димера с осевой полостью. Поскольку грамицидин А не диффундирует через мембрану, его ионопереносящая функция не зависит от подвижности углеводородных цепей липидов. В биохимических исследованиях ионофоры используют для регуляции ионного транспорта через мембраны, в химии - для экстракции ионов и мембранного катализа, в технике - для создания ионселективных электродов. В связи с высокой токсичностью ионофоры-антибиотики в медицине не применяются.

Ионофоры (каналоформеры) являются важным инструментом в исследовании функционирования биологических мембран, имеют большое значение в фармакологии в качестве лекарственных препаратов и часто применяются как компоненты ионоселективных электродов.

Вещества, которые функционально разделяют между собой окисление и фосфорилирование, называются разобщающими агентами. Они содействуют переносу протонов из межмембранного пространства в матрикс без участия АТФ-синтазы. Разобщение может возникать, например, в результате механического повреждения внутренней мембраны или действия таких веществ, как 2,4-динитрофенол (2), являющихся переносчиками протонов через мембрану. Природным разобщающим агентом является термогенин, протонный канал в митохондриях бурых жировых клеток. Бурый жир обнаружен у новорожденных и животных, впадающих в зимнюю спячку и служит для теплообразования. При охлаждении организма норадреналин активирует гормонзависимую липазу. Благодаря интенсивному липолизу в организме образуется большое количество свободных жирных кислот, которые распадаются в результате β-окисления и в дыхательной цепи. Так как жирные кислоты одновременно открывают протонный канал термогенина, их распад не зависит от наличия АДФ, т.е. протекает с максимальной скоростью и генерирует энергию в форме тепла.

Препараты, разобщающие окислительное фосфорилирование:

1. Мефенамовая кислота (Mefenamic acid)

2. Йодантипирин

3. Ацетилсалициловая кислота

4. Изопропил-N-3-хлорфенилкарбамат; хлор-ИФК; хлорпрофам; нексовал; превенол

5. Гидроксикислоты и их производные2,4-Дихлорфеноксиуксусная кислота; 2,4-Д; акваклин

6. Аватек (кокцидиостатик)

7. Гербициды