Chlorbaktan - Chlorobactane - Wikipedia

Chlorbaktan
Chlorbaktan s ChemDraw.png
Chlorbaktan s JMol.png
Jména
Název IUPAC
2- (3,7,12,16,20,24-hexamethylpentakosyl) -1,3,4-trimethylbenzen
Identifikátory
3D model (JSmol )
Vlastnosti
C40H74
Molární hmotnost555.032 g · mol−1
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Reference Infoboxu

Chlorbaktan je diagenetický výrobek aromatický karotenoid vyrábí jedinečně zeleno-pigmentovaný zelené bakterie síry (GSB) v objednávce Chlorobiales.[1] Pozorováno v organická hmota tak daleko jako Paleoproterozoikum, jeho identita jako diagnostika biomarker byl použit k interpretaci starověkých prostředí.[2][3]

Pozadí

Biosyntéza chlorobaktenu

Chlorbakten je monocyklický doplňkový pigment používaný zelenými bakteriemi síry k zachycení elektronů z vlnových délek ve spektru viditelného světla. Zelené bakterie síry (GSB) žijí v anaerobních a sulfidických (euxinic ) zóny za přítomnosti světla, takže se vyskytují nejčastěji v meromictic jezera a rybníky, sedimenty a určité oblasti Černého moře.[4] Enzym CrtU se převádí y-karoten na chlorbakten posunutím methylové skupiny C17 z místa C1 do místa C2.[5][6]

Zachování

Po transportu a pohřbu diagenetické procesy nasycují uhlovodíkový řetězec a mění ho na plně nasycenou strukturu chlorobaktanu.

Isoreneiratene je aromatická molekula pro sběr světla interpretovaná jako biomarker pro GSB s hnědým pigmentem ve stejném pořadí, Chlorobialesa jeho fosilní forma (isoreneiratan) se ve starověkém organickém materiálu často vyskytuje společně s chlorobaktenem.[7] Fialové sirné bakterie (PSB) také žijí v euxinických oblastech.[4] Produkují jiný doplňkový pigment, okenone, který je zachován jako okenane a často pozorované, že se vyskytují společně s chlorbaktanem.[3]

Měřicí techniky

Plynová chromatografie spojená s hmotnostní spektrometrií (GC / MS)

Organické molekuly se nejprve extrahují z hornin pomocí rozpouštědel, přičemž se využijí chemické vlastnosti, jako je polarita molekul, aby se molekuly rozpustily. Obvykle se v tomto procesu úspěšně vytáhne méně než jedno procento organického materiálu ze skály a zanechá za sebou nerozpuštěný materiál kerogen. Organicky bohatý extrakt je následně čištěn pomocí chromatografie na sloupci naplněném silikagelovou kolonou - vymýváním extraktu přes kolonu s cílenými rozpouštědly vytahuje kontaminující látky a zbytky nerozpuštěného organického materiálu, který se váže na polární skupiny oxidu křemičitého. Když vzorek poté prochází kolonou s plynovou chromatografií (GC), sloučeniny se oddělí na základě jejich bodů varu a interakce se stacionární fází uvnitř kolony. K dosažení optimální separace sloučenin lze naprogramovat teplotní náběh kolony pro plynovou chromatografii. Po GC jsou molekuly ionizovány a fragmentovány na menší nabité molekuly. Hmotnostní spektrometr poté odděluje jednotlivé sloučeniny na základě jejich poměru hmotnost k náboji (M / Z) a měří jejich relativní hojnost, čímž vytváří charakteristické hmotnostní spektrum. Vrcholy představující relativní množství sloučenin jsou identifikovány jako molekuly na základě jejich relativních retenčních časů, shod s knihovnou hmotnostních spekter se známými identitami sloučenin a srovnání se standardy.

Případová studie: Ocean Euxinia

Protože zeleně pigmentované zelené sirné bakterie vyžadují vyšší intenzitu světla než jejich protějšky s hnědými barvami,[8] přítomnost chlorobaktanu v horninovém záznamu byla použita jako klíčový důkaz při interpretaci velmi mělké euxinické vrstvy v oceánu.[9] Euxinická zóna mohla změnit hloubku v oceánu v různých bodech historie Země, například s příchodem okysličené atmosféry asi před 2,45 miliardami let a povrchem oxické zóny v posledních šesti kyr.[10][11]

Viz také

Reference

  1. ^ Summons, R.E .; Powell, T.G. (1987). „Identifikace arylizoprenoidů ve zdrojových horninách a ropách: Biologické markery pro zelené bakterie síry“. Geochimica et Cosmochimica Acta. 51: 557 - 566.
  2. ^ Brocks, J. J .; Láska, G. D .; Summons, R.E .; Knoll, A. H .; Logan, G. A .; Bowden, S.A. (2005). „Důkaz biomarkerů pro zelené a fialové sirné bakterie ve stratifikovaném paleoproterozoickém moři“. Příroda. 437 (7060): 866–70. Bibcode:2005 Natur.437..866B. doi:10.1038 / nature04068. PMID  16208367.
  3. ^ A b Francouzština, K. L .; Rocher, D .; Zumberge, J. E .; Summons, R. E. (2015). "Hodnocení distribuce sedimentárních C40 karotenoidů v čase". Geobiologie. 13 (2): 139–151. doi:10,1111 / gbi.12126. PMID  25631735.
  4. ^ A b Imhoff, Johannes F. (1995). „Taxonomie a fyziologie fototrofních fialových bakterií a bakterií zelené síry“. Anoxygenic Photosynthetic Bacteria, str. 1 - 15. Kluwer Academic Publishers.
  5. ^ Canniffe, Daniel P .; Thweatt, Jennifer L .; Gomez Maqueo Chew, Aline; Hunter, C. Neil; Bryant, Donald A. (2018). „Paralog enzymu biosyntézy bakteriochlorofylu katalyzuje tvorbu 1,2-dihydrokarotenoidů v bakteriích zeleného síry“. Journal of Biological Chemistry. 293 (39): 15233–15242. doi:10.1074 / jbc.RA118.004672. PMC  6166724. PMID  30126840.
  6. ^ Maresca, J. A .; Romberger, S. P .; Bryant, D. A. (2008). „Biosyntéza isorenieratenu u bakterií zelené síry vyžaduje kooperativní působení dvou karotenoidových cykláz“. Journal of Bacteriology. 190 (19): 6384–6391. doi:10.1128 / JB.00758-08. PMC  2565998. PMID  18676669.
  7. ^ Sinninghe Damste, Jaap S .; Schouten, S .; Van Duin, Adri C. T. (2001). "Deriváty izorenieratenu v sedimentech: možné kontroly jejich distribuce". Geochimica et Cosmochimica Acta, 65 (10): 1557 - 1571.
  8. ^ Vila, X .; Abella, C. A. (1994). "Účinky kvality světla na fyziologii a ekologii planktonických zelených sirných bakterií v jezerech". Fotosyntetický výzkum. 41 (1): 53–65. doi:10.1007 / BF02184145. PMID  24310013.
  9. ^ Kuypers, M .; Pancost, R .; Nijenhuis, I .; Sinninghe Damste, J.S. (2002). "Zvýšená produktivita vedla ke zvýšenému pohřbu organického uhlíku v euxinické severoatlantické pánvi během pozdně Cenomianské oceánské anoxické události." Paleoceanography. 17: 1051.
  10. ^ Meyer, Katja M .; Kump, Lee R. (2008). „Oceánská euxinie v historii Země: příčiny a důsledky“. Roční přehledy o Zemi a planetárních vědách. 36: 251 - 288.
  11. ^ Sinninghe Damste a kol., 1993c[úplná citace nutná ]