Stickstoff ist ein weit verbreitetes Element im Universum und essentiell für alle bekannten Lebensformen auf unserem Planet. Der Stickstoffkreislauf spielt eine wichtige Rolle, wobei Stickstoff durch verschiedenste chemische Reaktionen in unterschiedlichsten Verbindungen eingebunden wird. Die Nitrifikation ist ein bedeutender Teilprozess des biogeochemischen Stickstoffkreislaufes und der biologischen Abwasseraufbereitung. Der Hauptprozess ist die biologische Oxidation von Ammonium über Nitrit zu Nitrat, die von einer großen mikrobiellen Lebensgemeinschaft beeinflusst wird. Nitrit-oxidierende Bakterien (NOB), wichtig für den zweiten Schritt in der Nitrifikation, kommen in fast allen aquatischen und terrestrischen Ökosystemen vor. Untersuchungen des Erbgutes von unterschiedlichen NOB haben gezeigt, dass diese alle ein cynS Gen besitzen. CynS kodiert für das Enzym Zyanase, welches den biochemischen Abbau des zelltoxischen Zyanat in Ammonium und Kohlendioxid durchführt. Die Verwendung von Zyanase ist vielseitig und reicht von Zyanat-Entgiftung der Zelle bis zu Freisetzung von NH3, welches als weitere Stickstoffquelle herangezogen werden kann. Freisetzung von Ammonium könnte als Energiequelle für ammonium-oxidierende Mikroorganismen (AOM) dienen, die eng mit Nitritoxidierer zusammenleben. Der Abbau von Ammonium zu Nitrit wiederum könnte als Energiequelle für NOB fungieren. In dieser Arbeit wurden physiologische Untersuchungen an N. moscoviensis, einem Vertreter der Nitritoxidierer, durchgeführt, um den biochemischen Zerfall von Zyanat zu Ammonium und Kohlendioxid durch das Enzym Cyanase zu untersuchen. Zusätzlich wurden Methoden für eine erfolgreiche Kryokonservierung an N. moscoviensis getestet.

Nitrogen is a common element in the universe and necessary for all known forms of life on Earth. The nitrogen cycle is a key process, by which nitrogen is converted in various chemical forms by biological processes. One of the key processes in the nitrogen cycle is nitrification, describing the sequential oxidation of ammonia via nitrite to nitrate. Nitrite oxidizing bacteria (NOB) catalyze for the second step of nitrification and occur in a wide range of aquatic and terrestrial ecosystems. Genome analyses in all sequenced NOB genomes confirm the presence of the cynS gene, which encodes the enzyme cyanase. This enzyme catalyzes the degradation of the cell toxic cyanate to ammonia and carbon dioxide. Cyanase can be used from cyanate detoxification or for production of NH3 as an alternative N-source. Degradation of cyanate into ammonia can be used as a common energy source for ammonia oxidizing microorganisms (AOM) which live in a close vicinity to nitrite oxidizer. The biological degradation of ammonia leads to releasing of nitrite, which is the common energy source for NOB. In this work, various physiological experiments were performed by incubating N. moscoviensis, a NOB belonging to the widely distributed genus Nitrospira, with cyanate to investigate the potential biological degradation of cyanate to ammonia and carbon dioxide by this organism. Furthermore, cryopreservation methods on N. moscoviensis were performed and tested.