Il principio di base di un motore molecolare è che ha una testa che si lega a una molecola specifica, chiamata substrato. La testa subisce quindi un cambiamento conformazionale, provocando il movimento del substrato. Il motore può quindi ripetere questo ciclo per spostare il substrato in una direzione specifica.
Per cambiare marcia, un motore molecolare deve modificare la dimensione del passo che compie. Questo può essere fatto modificando l'angolazione della testa o modificando la lunghezza del braccio della leva.
L'angolo della testa è determinato dalla forza del legame tra la testa e il substrato. Più forte è l'attacco, minore è l'angolo della testa e minore è la dimensione del passo.
La lunghezza del braccio di leva è determinata dalla distanza tra la testa e il fulcro. Più lungo è il braccio della leva, maggiore è la dimensione del gradino.
Modificando l'angolo della testa e la lunghezza del braccio di leva, un motore molecolare può cambiare marcia e spostare il suo substrato a velocità diverse.
