銅含有亜硝酸還元酵素
CuNIRが触媒する反応の化学反応式は以下のとおりであり、1つの電子と2つのプロトンが消費され、NO分子と2分子の水が生成する。
N O 2 − + e − + 2 H + ⟶ N O + 2 H 2 O {\displaystyle {\rm {NO_{2}^{-}+e^{-}+2H^{+}\longrightarrow NO+2H_{2}O}}}
タイプ2銅に配位している水分子が基質である亜硝酸イオン(プロトン化された亜硝酸イオンと言われている)と入れ替わり、2つの酸素で配位する(窒素も配位結合距離にある構造も知られている)。2つの酸素と銅との間の配位結合距離はほぼ等しい。タイプ2銅上部にあるアスパラギン酸が、配位した亜硝酸イオンの酸素原子と水素結合をつくり、この水素が反応に使われる1つ目のプロトン源であると言われている。もう1つのプロトンは、やはりタイプ2銅上部に位置するヒスチジンが関わる水素結合ネットワークであるとされている。DFT計算を用いた研究によれば、2つ目のプロトンが供給された時点で自発的に片方のNO結合が開裂し、NOと水が生成するとされる。
タイプ1銅(Type 1 Cu, T1 Cu)は1つのシステインと2つのヒスチジンが平面3配位に近い形で配位し、さらに軸位の方向にメチオニンが4つ目のリガンドとして存在する。タイプ1銅は酸化状態(Cu)の紫外可視吸収スペクトルにおいて、システインのπ結合性のp軌道から銅のd軌道への電荷移動遷移(LMCT)に由来する強い吸収を600nm付近に持つため,その溶液は青色を呈し、別名ブルー銅とも呼ばれる。CuNIRの多くはさらに、システインのσ結合性のp軌道から銅のd軌道へのLMCTに由来する吸収も450nm付近に持つため、緑色から青緑色を呈する。タイプ1銅は還元状態(Cu)ではLMCTが起こらず、溶液は無色になる。また、酸化状態でEPR活性であるが、不対電子がシステイン上に非局在化する傾向が強いため、銅の電子と核スピンの相互作用が弱められ、EPRによって測定される超微細結合定数は5-7mT程度と小さい。