Os motores moleculares são máquinas minúsculas que convertem energia química em energia mecânica. Eles são encontrados em todos os seres vivos e desempenham um papel vital em muitos processos celulares, como contração muscular, divisão celular e transporte de materiais.

O princípio básico de um motor molecular é que ele possui uma cabeça que se liga a uma molécula específica, chamada substrato. A cabeça então sofre uma mudança conformacional, fazendo com que o substrato se mova. O motor pode então repetir este ciclo para mover o substrato em uma direção específica.

Para mudar de marcha, um motor molecular deve alterar o tamanho do passo que dá. Isto pode ser feito alterando o ângulo da cabeça ou alterando o comprimento do braço de alavanca.

O ângulo da cabeça é determinado pela força da ligação entre a cabeça e o substrato. Quanto mais forte for a ligação, menor será o ângulo da cabeça e menor será o tamanho do passo.

O comprimento do braço de alavanca é determinado pela distância entre a cabeça e o fulcro. Quanto mais longo for o braço da alavanca, maior será o tamanho do passo.

Ao alterar o ângulo da cabeça e o comprimento do braço de alavanca, um motor molecular pode mudar de marcha e mover seu substrato em velocidades diferentes.