Fue un descubrimiento sorprendente cuando se descubrió que las mitocondrias, las centrales energéticas de las células, también sintetizan el potente antioxidante mitocondrial, la melatonina. La enzima de síntesis de la melatonina, la serotonina N-acetiltransferasa (SNAT), se encontró en la matriz y también en el espacio intermembrana de las mitocondrias.