نظام تثبيت النتروجين Nitrogenase

نظام (EC 1.18.6.1EC 1.19.6.1)  يتكون من شقين رئيسة تقوم باختزال النتروجين من التكافؤ صفر إلى - 3 كما في الأمونيا والذي يشابه درجة الاختزال للنتروجين الموجود في الأنظمة الحيوية ، وتتم عملية الاختزال تحت ظروف لاهوائية ويتم تثبيته أما بشكل تعايشي بين بكتريا Rhizobia وجذور البقوليات أو بين جذور العائلة النجيلية وبعض البكتريات الأخرى، أو يتم تثبيته بواسطة الأحياء البدائية النواة الأخرى بشكل حر، ويتكون النظام من التراكيب التي يمكن أن تقوم بأختزال مركبات أخرى، وأهم المكونات التي يختزل عندها النتروجين هوالموليبدنم Molybdenum الموجود ضمن تركيب خاص يسمى Molybdenum Cofactor وتحتاج العملية الى صرف كميات كبيرة من الطاقة بشكل ATP والتركيب موضح في الشكل الآتي :

وتتم خطوات اختزال النتروجين بخطوات مسلسلة موضحة في الشكل الآتي:

وتتم حماية النتروجيز بآليات مختلفة في الأحياء المختلفة ففي الأحياء الهوائية مثل Azotobacter وعند تعرضها إلى تهوية شديدة فإنها تزيد من استهلاكها للمصادر الكاربونية ويتكون فيها السايتوكروم az أو d أو تُحث سايتوكرومات أخرى مثل C4 ، C5 في أنواع أخرى وبذلك تلغى عمليات الفسفرة التأكسدية لذلك تقل كمية الطاقة ويزداد استهلاكها للمصادر الكاربونية مما يوفر البيئة اللاهوائية حول النتروجيز حيث تصبح السلاسل التنفسية من النوع المتفرع  . 
أو تقوم الخلايا بتكوين بروتينات ودهون خاصة تتصل بالنتروجيز لحمايته، فخلايا جذور البقوليات تقوم بتكوين الهيموكلوبين البقولي لحماية النظام من الأوكسجين  أو يمكن أن تحور الخلايا نظام النتروجين ليتحول إلى شكل حبيبي بدلاً من حالة الذوبان في خلايا تكون محاطة بمواد مخاطية أو داخل علب، أما الطحالب والبكتريا الخضراء المزرقة فتثبت النتروجين فقط في خلايا متخصصة محاطة بجدران سميكة وتتحور مكوناتها لهذه المهمة فقط  .