Składniki kompleksu nitrogenazy są białkami żelazo-siarkowymi. Reduktaza zawiera centrum 4Fe-4S. Związanie i hydroliza ATP indukują zmiany konformacyjne zbliżające reduktazę do nitrogenazy. Elektrony są przekazywane z reduktazy do ugrupowań P* a następnie do kofaktora Fe-Mo nitrogenazy. Ugrupowanie P zawiera 8 atomów żelaza i 7 jonów siarczkowych. Kofaktor Fe-Mo zawiera 2 ugrupowania Mo/Fe -3Fe- 3S i jest miejscem wiązania i redukcji azotu:
ATP
Białko Fe - reduktaza
Białko Fe-Mo-nitrogenaza