Ammoniumoxidierende

Ammoniumoxidierende bezeichnet Organismen oder Stoffwechselprozesse, die ammonium (NH4+) als Energiequelle oxidieren. In aeroben Kontexten ist dies der erste Schritt der Nitrifikation, bei dem NH4+ zu Nitrit (NO2-) oxidiert wird. Die Reaktion erfolgt überwiegend durch Enzyme wie Ammonium-Monooxygenase und Hydroxylamin-Oxidoreduktase, die die Energie aus der Oxidation nutzen und oft zur CO2-Fixierung durch chemoautotrophe Stoffwechselwege beitragen.

Zu den ammoniumoxidierenden Organismen gehören sowohl Ammoniumoxidierende Bakterien (AOB) als auch Ammoniumoxidierende Archaea (AOA). Typische Bakteriengattungen sind Nitrosomonas, Nitrosospira und Nitrosococcus; zu den Archaea gehören Vertreter der Thaumarchaeota wie Nitrosopumilus. AO B spielen besonders in Böden, Sedimenten, Süß- und Meeresgewässern sowie in vielen Abwasserbehandlungsanlagen eine wichtige Rolle. Ihre Aktivität wird von Umweltfaktoren wie Sauerstoffverfügbarkeit, Ammoniumkonzentration, pH und Temperatur beeinflusst.

Nach der Ammoniumoxidation zu Nitrit erfolgt in der Regel die zweite Stufe der Nitrifikation durch nitritoxidierende Bakterien (NOB), die NO2- zu Nitrat (NO3-) oxidieren. Die beiden Schritte laufen oft in räumlich engen Mikrobengemeinschaften ab und sind miteinander verbunden, um die vollständige Umwandlung von NH4+ zu NO3- zu ermöglichen.

Im Zusammenhang mit dem nuklearen Stickstoffkreislauf ist zu beachten, dass es auch anaerobe Ammoniumoxidation (Anammox) gibt, bei der NH4+ unter nitritarmen Bedingungen ohne Sauerstoff zu Stickstoffgas umgesetzt wird. Anammox ist eine separate, anaerobe Prozessvariante, trägt aber ebenfalls zur Umwelt-Nitrat- und Gasbildung bei.

Bedeutung und Anwendungen liegen in der Umweltbiologie, Landwirtschaft und Abwassertechnik, wo ammoniumoxidierende Organismen maßgeblich an der Stickstoffkreislaufregulation und an der Entfernung von Stickstoffverbindungen beteiligt sind.