Нитратредукция

Нитратредукция — это процесс восстановления нитратов до аммиака или молекулярного азота (N₂) в ходе жизнедеятельности организмов.

Выделяют два основных типа этого процесса:

Ассимиляционная нитратредукция

Кто осуществляет: прокариоты (бактерии, археи) и эукариоты (растения, грибы, некоторые водоросли).
Цель: усвоение нитрата в качестве источника азота для синтеза азотсодержащих клеточных компонентов (аминокислот, нуклеотидов).
Условия: требует затрат энергии и восстановителя (НАД(Ф)Н). Может протекать как в аэробных, так и в анаэробных условиях.
Конечный продукт: аммиак (NH₃), который затем включается в органические соединения.

Диссимиляционная нитратредукция (денитрификация)

Кто осуществляет: специализированные денитрифицирующие бактерии (см. Нитратное дыхание).
Цель: использование нитрата в качестве конечного акцептора электронов (водорода) в анаэробном дыхании для получения энергии.
Условия: протекает строго в анаэробных условиях.
Конечные продукты: преимущественно газообразные оксиды азота — молекулярный азот (N₂), закись азота (N₂O), оксид азота (NO); реже — аммиак (NH₃).

Механизм процесса

Оба типа нитратредукции связаны с последовательной работой двух ключевых ферментов:

Нитратредуктаза — восстанавливает нитрат (NO₃⁻) до нитрита (NO₂⁻).
Нитритредуктаза — катализирует восстановление нитрита (NO₂⁻) до следующих продуктов.

Донорами электронов (восстановителями) в этих реакциях служат восстановленные коферменты, такие как НАД(Ф)Н и ферредоксин.