亚硝酸还原酶为单条肽链,分子质量63kDa。其辅基包括一个血红素和一个4Fe-4S簇。亚硝酸还原酶的催化反应以铁氧还蛋白为电子供体,6个电子依次由亚硝酸还原酶的4Fe-4S簇和血红素被转移到底物亚硝酸,使后者被还原为铵离子。
粗糙脉孢菌(Neur-ospora crassa)的酶(分子量29万)及大肠埃希氏菌(Escherichia coli)的酶(分子量19万, EC1.6.6.4)含FAD、非血红素铁及siroheme,以NAD(P)H为电子供体。异化型酶参与用亚硝酸氧化有机物质的过程,其中脱氮细菌的酶生成NO,更由其它还原酶的作用经N2O而还原为N2。脱氮细菌的亚硝酸还原酶有二种,一为铜蛋白,以细胞色素C为电子供体(EC1.7.2.1)(粪产碱菌)(Alcaligenes faecalis)。另一为细胞色素 c和d,可作为酶起作用,同时也具有细胞色素氧化酶的作用(Pseudomonas aeruginosa, A facealis)。还有含C型血色素,以细胞色素为电子供体产生NH4+的亚硝酸还原酶,存在于菲氏无色杆菌(Achromoba-cter fischeri)中。另外,亚硫酸还原酶也多具有亚硝酸还原活性。