En el cloroplasto encontramos un sistema análogo, donde en este caso el gradiente de protones se establece entre el estroma (cara negativa, de donde se bombean los protones) y el lumen tilacoidal (cara positiva, con exceso de protones).
Este transporte lo realizan las ATPasa (mismos transportadores que las ATPsintasas, solo que actuando de forma inversa), que hidrolizan ATP (consumen energía) y utilizan esta energía para transportar protones al exterior celular, creando una diferencia de potencial entre las dos caras de la membrana.
Acidifican así el medio interno de dichos orgánulos.
En su estructura se diferencian dos partes bien definidas cada una formada por numerosas subunidades proteicas.
•En el dominio de transmembrana o V0, es hidrofóbico, tiene forma cilíndrica y se encuentra atravesando la bicapa lipídica; los protones pasan por un canal hidrofílico para llegar al interior del orgánulo •En el dominio V1, es esférico e hidrofílico, contiene la ATPasa que hidroliza el ATP para impulsar el transporte.