Вычислены энергии переноса электрона от пирофосфатных металлокомплексов к гидратным комплексам - ключевой реакции, моделирующей ион-радикальный механизм синтеза аденозинтрифосфата (АТФ). Установлена пороговая зависимость энергии от числа молекул воды n в гидратной оболочке иона: при n < 4 реакция экзотермична, при n ≥ 4 она эндотермична. Смена энергетического режима является причиной того, что синтез АТФ происходит только в молекулярных машинах - ферментах, но не в гомогенных водных растворах. Теоретически предсказано, что ион-радикальный синтез АТФ может катализироваться не только ионами магния, как в живых клетках, но и ионами кальция, цинка, бария, кадмия и олова. Это предсказание подтверждено экспериментально открытием магнитного изотопного эффекта в синтезе АТФ, катализированном ионами кальция и цинка в креатинкиназе: ионы с магнитными ядрами 43Ca и 67Zn проводят синтез вдвое эффективнее, чем те же ионы с немагнитными ядрами 40Ca и 64Zn.