嫌気呼吸
炭酸塩呼吸とは別名メタン発酵でよく知られる反応系であり、この反応系を持つのは古細菌であるメタン菌群およびArchaeoglobus属のみである。特異な酵素、補酵素群からなる反応系であり、メタン菌に類似のこの代謝系を持つ生物群は知られていない。二酸化炭素から水素、ギ酸、酢酸などの電子を用いて、最終的にメタンにまで還元する反応である。収支式は以下の通りである。
4 H 2 + CO 2 ⟶ CH 4 + 2 H 2 O {\displaystyle {\ce {{4H2}+ CO2 -> {CH4}+ 2H2O}}}
反応系の途中でプロトン濃度勾配およびナトリウムイオン濃度勾配を形成し、ATP合成酵素にてATPの生産に当てている。ナトリウムイオン濃度勾配は直接ATP合成に使用される場合もあるが、Na+-H+トランスポーターによってプロトン濃度勾配に変化できる。
鉄呼吸 (Geobacter, Geothermobacter, Geopsychrobacter, Pelobacter carbinolicus, P. acetylenicus, P. venetianus, Desulfuromonadales, Desulfovibrio)
マンガン呼吸 (Desulfuromonadales, Desulfovibrio)
硝酸塩呼吸 (Paracoccus denitrificans, E. coli)
硫酸塩呼吸 (Desulfobacter latus, Desulfovibrio' oxygen)
炭酸塩呼吸 (Methanothrix thermophila)
フマル酸呼吸 (Escherichia coli、回虫、ヒトのがん細胞の一部)
TMAO(トリメチルアミン-N-オキシド)呼吸 (プロテオバクテリアの一部)
DMSO呼吸 (プロテオバクテリアの一部)