ATP合成酵素
1989年には、ATP合成酵素のサブユニット構成を超遠心分析とアミノ酸分析によって調査し、αβγδεというサブユニット構成比を世界で初めて確定した。さらに、生化学的に安定している好熱菌のATP合成酵素を用いて、ATPase活性をもったαβ複合体やαβダイマーの調製に成功した。1995年には、αβγ複合体発現系の構築にも成功した。これら一連の研究業績は、その後のATP合成酵素に関する研究に多大な影響を与えた。一例としては、吉田の研究成果を基にして、ポール・ボイヤーが「回転触媒説」を提唱したことが挙げられる。のちにボイヤーは吉田に手紙を送り、回転触媒説を思い付いたきっかけは吉田の研究成果であったことを明らかにしている。