Окисление аммиака до нитрит-аниона

Первая стадия — окисление аммиака до нитрит-аниона, которое осуществля-ют нитрозные бактерии родов Nitrosomonas, Nitrosococcus и Nitrosospira по следующему механизму:

NH₃ + O₂ + НАДН₂ → NH₂OH + H₂O + НАД⁺

NH₂OH + H₂O → HNO₂ + 4H⁺ + 4e⁻

1/2O₂ + 2H⁺ + 2e⁻ → H₂O

На первом этапе субстратом является именно аммиак, а не аммоний, поэтому процесс не идёт в кислой среде.

Ферментом для первой реакции служит аммиакмонооксигеназа, фермент с очень низкой субстратной специфичностью Гидроксиламин ингибирует работу фермента.

Следующую реакцию осуществляет гидроксиламиноксидоредуктаза, расположенная в периплазме.

Окисление нитрит-аниона до нитрат-аниона.

Вторая стадия — окисление аниона азотистой кислоты до аниона азотной, производимое нитратными бактериями (почвенный род Nitrobacter и водные Nitrospira, Nitrococcus, Nitrospina). Процесс протекает в одну реакцию катализируемую нитрат-оксидоредуктазой, локализованной в клеточной мембране.

NO₂⁻ + H₂O → NO₃⁻ + 2H⁺ + 2e⁻