電子伝達系

　電子伝達系では、酸化還元反応により、電子は、酸化還元電位の低い物質（NADH2+：−0.315V）から、高い物質（O2：＋0.815V）に、伝達される。 　電子伝達系では、NADH2+として捉えられた、糖質や脂肪酸由来の還元当量（reducing equivalents）を、酸素に伝達し、水が生成される（NADH2+やFADH2+水素が酸化される）。 　電子伝達系では、TCA回路（クエン酸回路）や解糖で産生されたNADH2+（注２）や、コハク酸が、酸化され、電子（e-）が放出される。 　放出される電子（e-）が、内膜に存在する複合体間を、伝達される。 　電子伝達に伴い、水素イオン（H+：プロトン）が、膜電位に逆らって、膜間スペースに輸送される。その結果、ミトコンドリア内（マトリックス）は、電位は-180mV、pHは、8となる。 　伝達された電子が、酸素分子を還元させ、さらに水素イオンと結合させて、水が生成される。
呼吸鎖の電子伝達系に関与する化合物の標準還元電位(DEo)の値により決まります。

反応	Eo' (V)
1/2 O2 + 2H+ + 2e-→ H2O	+0.815
シトクロムa3 (Fe3+) + e-→ シトクロムa3 (Fe2+)	+0.385
シトクロムa (Fe3+) + e-→ シトクロムa (Fe2+)	+0.29
シトクロムc (Fe3+) + e-→ シトクロムc (Fe2+)	+0.254
シトクロムc1 (Fe3+) + e-→ シトクロムc1 (Fe2+)	+0.22
シトクロムb (Fe3+) + e-→ シトクロムb (Fe2+)	+0.077
ユビキノン+ 2H+ + 2e-→ ユビキノール	+0.045
フマル酸+ 2H+ + 2e-→ コハク酸	+0.031
FAD + 2H++ 2e-→ FADH2 (フラボタンパク中)	0
オキサロ酢酸 + 2H+ + 2e-→ リンゴ酸	-0.166
ピルビン酸 + 2H+ + 2e-→ 乳酸	-0.185
アセトアルデヒド + 2H+ + 2e-→ エタノール	-0.197
FAD + 2H+ + 2e-→ FADH2 (free)	-0.219
NAD+ + H+ + e-→ NADH	-0.315
NADP+ + H+ + e-→ NADPH	-0.32
H+ + e-→ 1/2H2(pH7)	-0.421

　複合体I〜IVの過程では，多くのシトクロム系の鉄タンパク質や他の金属酵素が関与し，電子の授受を行う。この過程は電子のやり取りだけで反応が続いていく。

複合体	タンパク質他	Eo' (V)
NADH		-0.315
複合体I (NADHデヒドロゲナーゼ)	FMN (Fe-S)N-1a (Fe-S)N-1b (Fe-S)N-2 (Fe-S)N-3,4 (Fe-S)N-5,6	? -0.380 -0.250 -0.030 -0.245 -0.270
コハク酸		+0.030
複合体II (コハク酸デヒドロゲナーゼ)	FAD (Fe-S)S-1 (Fe-S)S-2 (Fe-S)S-3 シトクロムb560	-0.040 -0.030 -0.245 +0.060 -0.080
CoQ		+0.045
複合体III (シトクロムbc1)	シトクロムbK シトクロムbT (Fe-S) シトクロムc1	+0.030 -0.030 +0.280 +0.215
シトクロムc		+0.235
複合体IV (シトクロムcオキシダーゼ)	シトクロムa CuA CuB シトクロムa3	+0.210 +0.245 +0.340 +0.385
O2		+0.815

　呼吸鎖を構成するタンパク質や補酵素群のほとんどは内膜に埋め込まれて存在するが，シトクロムｃは膜表面に結合している｡ NADH2+として運ばれた水素は複合体 I から膜間スペースへ移動し，同時に ユビキノン（補酵素Q）へ2個の電子が渡される。一方，FADH2として運ばれた電子も複合体 II からユビキノン（補酵素Q）へ渡される。還元型ユビキノンの水素は複合体IIIとの連鎖で2H+として外れて膜間スペースへ移動する。同時に，電子は複合体IIIに渡される。
　複合体IIIに渡された電子はミトコンドリア膜表在性のシトクロムcを経て複合体IVに送られる。複合体IVは，還元型シトクロムcを酸化し，生じた電子がO2分子に渡される。1/2分子のO2がマトリックス内の2個のH+と結合すると1分子の水がつくられる（実際は4電子で水2分子が生成する）｡
　複合体�T，�V，�Wで合計１０個のH+が複合体の隙間を通って膜間スペースへ運ばれる。これによって生じるH+の濃度勾配が内膜をはさんでの膜電位を生み出す。

　⇒　呼吸鎖