電子伝達系
細菌は様々な電子供与体を用いることができる。有機分子がエネルギー源になる場合は、電子供与体はNADHかコハク酸であり、この時電子はNADH脱水素酵素かコハク酸脱水素酵素を通して電子伝達鎖に入る。その他、様々なエネルギー源に対し、ギ酸脱水素酵素、乳酸脱水素酵素、グリセルアルデヒド-3-リン酸脱水素酵素、ヒドロゲナーゼ等、様々な脱水素酵素が用いられる。これらの脱水素酵素にはプロトンポンプであるものや電子をキノンプールに集めるものがある。
シトクロムb6/f複合体では光化学系IIから生じたプラストキノン (PQ) を酸化してスカラー反応によって4個のプロトンをチラコイド膜内に放出する。そして、電子をプラストシアニン (PC) に伝達し、光化学系Iに電子伝達を行う。反応式は以下の通りである。
プラストキノール+酸化型プラストシアニン+2Hout → プラストキノン+還元型プラストシアニン+4Hin
チラコイド内腔に放出されたプロトンはプロトン濃度勾配を利用してATP合成酵素(葉緑体、CFoCF1)でATP合成に用いられる(光リン酸化)。シトクロムb6/f複合体は呼吸鎖複合体IIIに該当し、反応もよく似ている。
酸化的リン酸化反応において、電子は電子伝達鎖を通って、NADH等の低エネルギーの電子供与体から酸素等の電子供与体に運ばれる。光リン酸化では、高エネルギーの電子供与体と電子受容体の形成に日光のエネルギーが使われる。その後、電子は別の電子伝達鎖によって電子供与体から電子受容体に移動する。
光合成の電子伝達鎖は、上述の酸化鎖と多くの点で似ている。これらは可動の脂質可溶キャリア(キノン)と可動の水可溶キャリア(シトクロム等)を用いる。
細菌が好気的環境下で育つと、末端の電子受容体である酸素分子は、オキシダーゼと呼ばれる酵素の働きで還元されて水となる。細菌が嫌気的な環境下で育つと、末端の電子受容体はレダクターゼと呼ばれる酵素で還元される。
ミトコンドリアでは、末端の膜複合体である複合体IVはシトクロムオキシダーゼである。好気性細菌は、多くの異なる末端オキシダーゼを用いる。例えば大腸菌はシトクロムオキシダーゼもbc1複合体も持たない。好気的環境下では、どちらもプロトンポンプである2つの異なるキノールオキシダーゼを用いて酸素を水に還元する。
末端の電子受容体に酸素を用いない嫌気性細菌は、各々の末端電子受容体に応じたレダクターゼを持つ。例えば大腸菌は、その環境で入手できる受容体に応じて、ギ酸レダクターゼ、硝酸レダクターゼ、亜硝酸レダクターゼ、DMSOレダクターゼまたはトリメチルアミン-N-オキシドレダクターゼを用いる。
末端のオキシダーゼとレダクターゼのほとんどは誘導可能である。これらは周囲の環境に応じ、必要に応じて合成される。