Passo 1 – Redução da porção FAD a FADH2 pelo NADPH. O co-factor oxidado NADP+ permanece ligado à enzima.
Passo 2 – Adição de oxigénio. Liga-se ao FADH2 com produção de um peróxido (FADHOOH – 4a - hidroxiperoxiflavina) que é muito estável. Peróxido este que vai promover a oxidação dos xenobióticos.
Passo 3 – Durante a oxigenação do xenobiótico (X), o peróxido é convertido a FADHOH (4a-hidroxiflavina) com a transferência do O do peróxido para o substrato (X -> XO)
Passo 4 – Desidratação da 4a – hidroxiflavina (que restaura o FAD ao seu estado oxidado) e liberta-se o NADP+. A ligação do NADP+ à FMO durante a catálise é importante porque previne a redução do oxigénio a H2O2 – iria levar a stress oxidativo pela produção excessiva de H2O2 – sem esta ligação a FMO iria funcionar como uma NADPH oxidase que iria consumir todo o NADPH produzindo H2O2, e não oxidava o substrato.
