正常情况下转运ATPase并不能单独水解ATP，而是将ATP的水解与物质的跨膜转运紧密偶联在一起。根据泵蛋白的结构和功能特性，ATP驱动泵可分为4类：P型泵、V型质子泵、F型质子泵和ABC超家族。前三种转运离子，后一种主要转运小分子。

（1）Na^＋-K^＋泵，又称Na^＋-K^＋ATPase，属于P型泵。其变构机制如下：

Na^＋-K^＋泵由2个α和2个β亚基组成四聚体，β亚基是糖基化的多肽，并不直接参与离子跨膜转运，但帮助在内质网新合成的α亚基进行折叠。在细胞内侧“亚基与Na^＋相结合促进ATP水解，α亚基上的一个天冬氨酸残基磷酸化引起α亚基构象发生变化，将Na^＋泵出细胞，同时细胞外的K^＋与α亚基的另一位点结合，使其去磷酸化，α亚基构象再度发生变化将K^＋泵入细胞，完成整个循环。每个循环消耗一个ATP分子，可以逆着电化学梯度泵出3个Na^＋和泵入2个K^＋。

（2）Ca^2＋泵：Ca^2＋泵是一个由l000个氨基酸残基组成的跨膜蛋白，与Na^＋-K^＋泵的α亚基同源，含有10个跨膜α螺旋，其中3个螺旋形成了跨越脂双层的中央通道。在Ca^2＋泵处于非磷酸化状态时，2个通道螺旋中断形成胞质侧结合2个Ca^2＋的空穴，ATP在胞质侧与其结合位点结合，伴随ATP水解使相邻结构域天冬氨酸残基磷酸化，从而导致跨膜螺旋的明显重排。