ペリプラズム
一重の膜で囲まれている細菌の中には、ペプチドグリカン層を持たない(マイコプラズマなど)、または細胞壁の組成のために染色剤を保持できない、といった理由でグラム陰性となるものもあるが、関係はグラム陽性菌と密接である。一重の脂質膜に囲まれたこれらの細菌を"monoderm bacteria"と呼ぶことも提案されている。グラム陽性菌とは対照的に、典型的なグラム陰性菌は細胞膜と細胞外膜に囲まれているが、これらの膜の間は 2–3 nmの薄いペプチドグリカン層しか存在しない。内膜と外膜の2つの膜を持つことで、ペリプラズム空間が形成される。これら2つの膜を持つ細菌は、"diderm bacteria"と呼ばれる。Monoderm bacteriaとdiderm bacteriaの区別は、重要なタンパク質(DnaKやGroELなど)に存在する保存された特徴的なインデル(挿入欠失変異)からも支持される。
Diderm bacteriaのペリプラズムは、ペプチドグリカンでできた薄い細胞壁を含む。さらに、イオンなどの溶質やタンパク質が含まれており、栄養素の結合、輸送、フォールディング、分解、加水分解から、ペプチドグリカンの生合成、電子伝達、薬物代謝まで、広範な機能に関与している。ペリプラズムはATPを含まないため、ここに存在する酵素はATPに依存しない機構で作用する。