เอนไซม์ไนโตรเจเนส (Nitrogenase enzyme)

รูปที่ 1 เป็นส่วนที่รับพลังงานจาก ADP/ATP

รูปที่ 2 และ 3 เป็นโมเลกุลที่ประกอบด้วย เหล็ก (โมเลกุลสีแดง) และ ซัลเฟอร์จากโปรตีน (โมเลกุลสีเหลือง) (4Fe-4S complex)

รูปที่ 4 เป็นส่วนของโปรตีนที่มี เหล็กและโมลิบดีนัม Fe- Mo ในโมเลกุล โดยเหล็ก (โมเลกุลสีแดง) โมลิบดีนัม (โมเลกุลสีดำ) ซัลเฟอร์จากโปรตีน (โมเลกุลสีเหลือง)

                โมเลกุลของ Fe โปรตีน

โมเลกุลของ Fe-Mo โปรตีน                                              

      จากการศึกษาคุณสมบัติของเอนไซม์ไนโตรจีเนสโดยการสกัดแยกเอนไซม์จากแบคทีเรียที่สามารถตรึงไนโตรเจนได้ 20 ชนิด แต่มีการศึกษา 5 ชนิดได้แก่ Rhizobium lupine , R.japonicum , Klebsiell . pneumoniae, Clostridium pasteurianum   และ Azospirillum vinelandii   โดยแต่ละตัวสามารถสร้างโปรตีน ได้ 2 ชนิด คือ โปรตีนที่มีเหล็กอยู่ในโมเลกุล และอีกชนิดโปรตีนที่มีเหล็กและโมลิบดีนัมอยู่ใน โมเลกุลซึ่งโปรตีนทั้งสองจะมีความว่องไวต่อออกซิเจนโดยเฉพาะโปรตีนที่มีเหล็กเป็นส่วนประกอบจึงเป็นจุดที่น่าสนใจว่าโปรตีน เหล่านี้สามารถค้นพบได้ในสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่ใช้ออกซิเจนในการดำรงชีวิตนอกจากนี้เอนไซม์ยังสามารถถ่ายเทอิเล็กตรอนได้ โดยมีกระบวนการที่ซับซ้อนเนื่องจากจำนวนการเกิดปฏิกิริยารีดอกซ์ของโลหะที่สามารถรับและถ่ายอิเล็กตรอนได้อธิบายได้จาก การกระจายตัวของอิเล็กตรอนในระบบสมดุลของ แนวโน้มในการเกิดปฏิกิริยารีดักชันอาจจะเกิดได้ในค่าความเป็นกรด-เบส หรืออุณหภูมิต่างๆ และในสารตั้งต้น ตัวยับยั้งที่ต่างกันด้วยทั้งหมดอธิบายได้โดยการใช้เทคนิคทางสเปกโทรสโคปี

     ไนโตรเจเนส คอมเพล็ก (รหัสของเอนไซม์ คือ E.C.1.-.-.- oxidoreductases.E.C.1.18.-.- acting on iron-sulfur proteins as donors.E.C.1.18.6.- With dinitrogen as acceptor.) เป็นเอนไซม์ที่ใช้ในการตรึงไนโตรเจน ซึ่งมีส่วนประกอบหลัก 2 ส่วน คือ dinitrogenase reductase และ dinitrigenase  
    
     dinitrogenase reductase (จากรูป คือ พื้นที่โมเลกุลสีเขียว) (Mr 60000) เป็นไดเมอร์ของ 2 ซับยูนิต ตรงกลางจะมี 4Fe-4S สามารถถูกออกซิไดซ์และ ถูกรีดิวซ์ โดย 1 อิเล็กตรอน ซึ่งมี ไซด์ของ ATP/ADP
    
     dinitrogenase (จากรูป คือ พื้นที่โมเลกุลสีน้ำเงิน และชมพู) (Mr 240,000) เป็นเตตระเมอร์ เป็นซับยูนิตที่แตกต่างกันซึ่งมี 32 เหล็ก (Fe) และ 2 โมลิบดีนัม (Mo) และ 30 S ส่วนของครึ่ง Fe และ S จะมีการเชื่อมของคู่ 4Fe-4S การตรึงไนโตรเจน จะมี dinitrogenase ในรูปรีดิวซ์ฟอร์ม ซึ่งต้องการอิเล็กตรอน 8 ตัว โดยที่อิเล็กตรอน 6 ตัวใช้สาหรับปฏิกิริยารีดักชัน ของไนโตรเจนส่วน อิเล็กตรอน 2 ตัว ผลิต1 โมเลกุลของ H₂ ในปฏิกิริยา dinitrogenase ถูกรีดิวซ์โดย การถ่ายโอนอิเล็กตรอน จาก dinitrogenase reductase