Ribonucleotide reductase（RNR）是負責將NTPS轉化為DNTPS的酶。由于DNTPS被用于DNA復制，RNR的活性受到嚴格的調控。重要的是要注意RNR只能處理NDPs，因此NTPs在轉化為DNDPS之前首先被脫磷至NDPs。DNDPS然后典型地重新磷酸化。RNR有2個亞基和3個位點：催化位點、活性（A）位點和特異性（S）位點。催化位點是NDP與DNDP反應發生的部位，活性位點決定酶是否活性，特異性位點決定哪種反應發生。催化位點。
活性位點可結合ATP或DATP。當與ATP結合時，RNR是活性的。當ATP或DATP結合到S位點時，RNR將催化CDP和UDP合成DCDP和DUDP。DCDP和DUDP可以間接地生成DTTP。結合到S位點的DTTP將催化從GDP中合成DGDP，并且DGDP與S位點的結合將促進ADP合成DADP。DADP然后磷酸化，得到DATP，DATP可結合A位點并使RNR關閉。