Nitrosomonas

Nitrosomonas adalah genus bakteri Gram negatif, yang termasuk dalam Betaproteobacteria. Ini adalah salah satu dari lima genus bakteri pengoksidasi amonia dan, sebagai kemolitoautotrof obligat, menggunakan amonia (NH3) sebagai sumber energi dan karbon dioksida (CO2) sebagai sumber karbon ketika ada oksigen. Nitrosomonas penting dalam siklus nitrogen biogeokimia global,  karena bakteri ini meningkatkan ketersediaan hayati nitrogen untuk tumbuhan dan dalam denitrifikasi, yang penting untuk pelepasan dinitrogen oksida, gas rumah kaca yang kuat. Mikroba ini bersifat fotofobia, dan biasanya menghasilkan matriks biofilm, atau membentuk gumpalan dengan mikroba lain, untuk menghindari cahaya. Nitrosomonas dapat dibagi menjadi enam garis keturunan: yang pertama meliputi spesies Nitrosomonas europaea, Nitrosomonas eutropha, Nitrosomonas halophila, dan Nitrosomonas mobilis. Garis keturunan kedua meliputi spesies Nitrosomonas communis, N. sp. I dan N. sp. II, sedangkan garis keturunan ketiga hanya mencakup Nitrosomonas nitrosa. Garis keturunan keempat mencakup spesies Nitrosomonas ureae dan Nitrosomonas oligotropha dan garis keturunan kelima dan keenam mencakup spesies Nitrosomonas marina, N. sp. III, Nitrosomonas aestuarii dan Nitrosomonas cryotolerans.

Metabolisme 
Nitrosomonas adalah salah satu genera yang termasuk dalam bakteri pengoksidasi amonia (AOB); AOB menggunakan amonia sebagai sumber energi dan karbon dioksida sebagai sumber utama karbon. Oksidasi amonia adalah langkah pembatas laju dalam nitrifikasi dan memainkan peran mendasar dalam siklus nitrogen, karena mengubah amonia, yang biasanya sangat mudah menguap (volatil), menjadi bentuk nitrogen yang tidak terlalu mudah menguap.

Oksidasi amonia 

Nitrosomonas mengoksidasi amonia menjadi nitrit dalam proses metabolisme yang dikenal sebagai nitritasi (sebuah langkah dalam nitrifikasi). Proses ini terjadi dengan reduksi molekul oksigen menjadi air (yang membutuhkan empat elektron), dan pelepasan energi. Oksidasi amonia menjadi hidroksilamina dikatalisis oleh amonia monooksigenase (AMO), yang merupakan enzim multisubstrat yang terikat pada membran. Dalam reaksi ini, dua elektron diperlukan untuk mereduksi atom oksigen menjadi air:

NH3 + O2 + 2 H+ + 2 e– → NH2OH + H2O 

Karena molekul amonia hanya melepaskan dua elektron saat teroksidasi, diasumsikan bahwa dua elektron lain yang diperlukan berasal dari oksidasi hidroksilamina menjadi nitrit, yang terjadi di periplasma dan dikatalisis oleh hidroksilamina oksidoreduktase (HAO), enzim yang terkait dengan periplasma.

NH2OH + H2O → NO2– + 5 H+ + 4 e–  

Dua dari empat elektron yang dilepaskan oleh reaksi tersebut, kembali ke AMO untuk mengubah amonia menjadi hidroksilamina. 1,65 dari dua elektron yang tersisa tersedia untuk asimilasi nutrien dan pembentukan gradien proton. Elektron tersebut melewati sitokrom c552 ke sitokrom caa3, kemudian ke O2, yang merupakan akseptor terminal; di sini elektron direduksi untuk membentuk air. 0,35 elektron yang tersisa digunakan untuk mereduksi NAD+ menjadi NADH, untuk menghasilkan gradien proton.

Nitrit adalah nitrogen oksida utama yang dihasilkan dalam proses tersebut, tetapi telah diamati bahwa, ketika konsentrasi oksigen rendah, dinitrogen oksida dan nitrogen monoksida juga dapat terbentuk, sebagai produk sampingan dari oksidasi hidroksilamina menjadi nitrit.

Spesies N. europaea telah diidentifikasi mampu mendegradasi berbagai senyawa terhalogenasi termasuk trikloroetilena, benzena, dan vinil klorida.

Lihat pula 
 Nitrat
 Nitrit
 Nitrobacter
 Nitrobacteraceae
 Siklus nitrogen
 Nitrospira
 Nitrospirota

Referensi 

 George M. Garrity: Bergey's manual of systematic bacteriology. 2. Auflage. Springer, New York, 2005, Vol. 2: The Proteobacteria Part C: The Alpha-, Beta-, Delta-, and Epsilonproteobacteria 
 Winogradsky, S. 1892. Contributions à la morphologie des organismes de la nitrification. Archives des Sciences Biologiques (St. Petersbourg). 1:86-137.

Biologi tanah
Nitrosomonadaceae
Genus bakteri