Uno de los enlces más dificeles de activar, es el enlace multiple de la molecula de nitrógeno, la molécula de N2 tiene un triple enlace con una energía de 225 kcal/mol, cinéticamente el nitrógeno es inerte; sin embrago, la reducción de N2 es termodinámicamente favorable:
A un pH de 7
A un pH de 7 
El valor de E°´ hace muy accesible a reductores biológicos como las ferredoxinas de bajo potencial. Por lo cual la nitrogenasas lo eligieron como sistema de transporte de electrones, para la transformación de N2, a la ferredoxina.
La nitrogenasa emplea una proteína de hierro-azufre y una proteína de molibdeno-hierro (FeMo)-azufre. La FeMo es un dímero (65 000 Da) con un enlace de un cluster simple de Fe4S4 entre las dos subunidades. Además utiliza un agente reductor que es el ATP.
Cataliza la siguiente reacción:
La conversión de de N2 a NH3 por las nitrogenasas ocurren por una secuencia de reacciones de transferencia hidronio-electrones: los electrones son provistos a través del sistema transportador de electrones y los hidronios son mediados por el solvente acuoso).
Nuevamente podemos ver como la naturaleza se las ingenio para activar un enlace tan inerte.
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