硝酸盐
呼吸是某些只能进行
氧化代谢的
细菌(如铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa,脱氮副球菌 Paracoccus denitrificans),在厌氧和有硝酸盐存在的条件下,在
电子传递链偶联的反应中,硝酸盐被
硝酸还原酶(nitratase)还原成
亚硝酸盐的过程。硝酸盐还原酶从b或c型
细胞色素(依种而定)上接受
电子。
在无氧或微含氧条件下,有些细菌能利用硝酸盐作为呼吸代谢的最终电子受体。硝酸盐
呼吸是某些只能进行
氧化代谢的
细菌(如铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa,脱氮副球菌Paracoccus denitrificans),在厌氧和有硝酸盐存在的条件下,在
电子传递链偶联的反应中,硝酸盐被
硝酸还原酶(nitratase)还原成
亚硝酸盐的过程。硝酸盐还原酶从b或c型
细胞色素(依种而定)上接受
电子。
这些电子可来自有机物,而在某些情况下,来自无机物,如氢(脱氮副球菌 Paracoccus denitrificans)或硫化硫酸盐(
脱氮硫杆菌 Thiobacillus denitrificans)。由于亚硝酸盐是有毒的,所以能把硝酸盐还原成亚硝酸盐的微生物,只能在有限范围内利用硝酸盐呼吸。另一些微生物能利用
亚硝酸盐还原酶还原亚硝酸盐。在
铜绿假单胞菌,脱氮副球菌和
粪产碱菌(Alcaligenes faecalis)中,这种酶也被称为细胞色素dic。氧化氮作为中间产物形成,在高亚硝酸盐浓度下会释放出来。正常时,还原成一氧化二氮和(或)气态氮(当硝酸盐呼吸的产物是气体时,这个过程称为反硝化作用)。在某些芽胞杆菌(Bacillus spp.)中,硝酸盐呼吸的终产物是氨。在硝酸盐呼吸期间,通过氧化磷酸化获得能量,产生的能量一般少于在好氧呼吸时获得的能量。
大肠埃希氏菌(Escherichia coli)和某些其它
兼性厌氧菌在硝酸盐存在下,厌氧生长时还原硝酸盐(经亚硝酸盐)成氨。在这些微生物中,亚硝酸盐抑制乌头酸酶和延胡索酸酶,因此,在这种条件下,三羧酸循环不起作用,正常的呼吸代谢不能发生。在大肠埃希氏菌中,硝酸盐还原酶显示出与
甲酸脱氢酶系统密切的关系(硝酸盐在甲酸氧化中作为电子受体)。