Арборан

Арборан
Имена
	Систематическое имя IUPAC (3S, 3AS, 5AS, 5BR, 7AS, 11AR, 11BS, 13AR, 13BS) -1,2,3,4,5b, 6,7a, 9,10,11b, 12,13b-гексадекагидроциклопента [a] chrysene
Идентификаторы
Номер CAS	56271-20-6 ;
3D model ( JSmol )	Интерактивное изображение ;
PubChem CID	12305171 ;
Comptox Dashboard ( EPA )	DTXSID001336836 ;
	показывать Дюймы
	показывать Улыбается
Характеристики
Химическая формула	C 30 H 52
Молярная масса	412.746 g·mol −1
	За исключением случаев, когда отмечены, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). Infobox ссылки

Arborane представляет собой класс пентациклического тритерпена, состоящий из органических соединений с четырьмя 6-членными кольцами и одним из 5 членов кольца . ^{[ 1 ]} Считается, что арбораны получают из арборинолов , класс естественных циклических тритерпеноидов, обычно производимых цветущими растениями . Таким образом, арбораны используются в качестве биомаркера для покрытосеменных и кордотов . ^{[ 1 ]} Arborane - это стереоизомер соединения под названием Fernane, диагенетический продукт Ферерне и Фернола. Поскольку аборинол и фернол имеют различные биологические источники, соотношение арборанового/Фернана в образце может использоваться для реконструкции записи для относительной численности различных растений. ^{[ 2 ]}

Фон

Arborane, диагенетический продукт арборинола и изоарборинола, представляет собой пентациклический тритерпен. ^{[ 1 ]} Изоарборинол был первым изолирован из сланца Месселя в 1969 году Альбрехтом и Вайссоном. ^{[ 3 ]} Открытие производных изоарборинола в осадочных породах , которые предшествуют первым покрытосеменным, особенно пермским и триасовым осадочными породами , противоречат предыдущим знаниям о том, что растения были единственным биологическим источником для арборинолов. Это открытие предположило, что в течение этого периода существовал не запланированный источник арборинолов. ^{[ 4 ]} Объяснение появления соединения, полученного из растения в пермской и триасовой скале, оставалось неизвестным в течение почти двадцати лет. Понимание путей биологического синтеза для арборинолов требует комбинации молекулярной биологии и липидного анализа диагенетических продуктов в отложениях. ^{[ 5 ]}

Биологическое производство

Оксадосквален циклаза (OSC) представляет собой фермент, обычно обнаруживаемый в растениях, который используется для синтеза арборинола и изоарборинола. OSC допускает промежуточные продукты карбокации , которые необходимы для циклизации 30-углеродного ациклического изопреноида , что приводит к производству изоарборинола. ^{[ 1 ]} OSC может производить как пентациклические, так и тетрациклические органические соединения в растениях, но ранее известно, что он продуцирует только тетрациклические соединения у бактерий . Eudoraea Adriatica является первой бактерией, которая, как известно, синтезирует арборинолы. ^{[ 5 ]} E. Adriatica, которая была извлечена из поверхностных вод в Адриатическом море , является единственной известной бактерией для получения этих пентациклических тритерпенов. Эволюционный путь для OSC у бактерий до сих пор неизвестен; Тем не менее, E. Adriatic отличается от изоарборинол -синтазы, используемой в растениях. Это филогенетическое различие предполагает, что арбораны были получены через несколько путей в семействе ОСК. ^{[ 1 ]}

Измерение

Структура изоарборинола была впервые выяснена с использованием рентгеновской кристаллографии . ^{[ 3 ]} Совсем недавно масс -спектрометрия и ЯМР -спектроскопия используются для обнаружения арборана и его производных. Арборан, наряду с другими ненасыщенными соединениями C-5, имеет базовый пик при M/Z 274 и сильный пик при M/Z 259. Ненасыщенные соединения C-5 с изопропильной группой , которые включают как арборист, так и Fernane, имеют дополнительный сильный пик при M/Z 231, который отличает его от других неиспользованных C-5-насыщенных компаундов. У Арборана и Фернана почти идентичные паттерны фрагментации с немного разными численностью для определенных пиков, затрудняющих их различие. ^{[ 6 ]} Одним из распространенных методов дифференциации двух стереоизомеров является использование газовой хроматографии -зотопической спектрометрии масс. ^{[ 7 ]} Другим распространенным методом является измерение значений оптического вращения . ^{[ 2 ]}

Сохранение

Арборинол довольно непокорный в отложениях и был обнаружен в образцах до 50 миллионов лет. При похороне в отложениях в течение периодов времени более 50 миллионов лет, как арборинол, так и изоарборинол могут потерять гидроксильную функциональную группу и преобразовать в арборан при низких температурах посредством процесса, называемого диагенезом . ^{[ 3 ]} В более суровых условиях, таких как высокие температуры, высокая кислотность или высоко окисляющие среды, арборан может дальнейший распад в широкий спектр продуктов, включая математику (5-метил-10 (4-метилпентил) des-a-25-norarbora (Ferna) -5,7,9-триена), MAPH (25-норарбора (ferna) -5,7,9-трена (24,25-динорарбора (Ferna) -1,3,5,7,9-пентана) и DAPH 2 (Iso-25-Norarbora (Ferna) -1,3,5,7,9-пентаен). ^{[ 2 ]} Поскольку арборинол почти исключительно производится цветущими растениями, арборан и его производные используются в качестве биомаркера для покрытосеменных . Эти молекулярные окаменелости могут предоставить информацию о географическом распределении растений на ранней земле. ^{[ 1 ]}

Тематическое исследование: бассейн Saar-Nahe

Углеводородный состав из тридцати семи образцов угля, извлеченного из скважин в бассейне Саар-Нахе в юго-западной Германии, был проанализирован в исследовании 1994 года. Образцы из верхнего карбонового (от 360 до 299 млн лет) или нижнего пермского (от 299 до 251 млн лет). Масс-спектрометрия и ЯМР были использованы для идентификации 5-метил-10- (4-метилпентил) -Дес-а-25-Норарбора (Ferna) -5,7,9-триена (математика) и 25-Норарборра (Ferna) -5,7,9-триена в качестве двух наиболее распространенных соединений. Эти два углеводородах являются производными из изоарборинола и фернов, которые, как полагают, образуются из 4,5-расщепления после сдвига метил в предшественнике арборана/Фернана в сильно кислых условиях. Результаты этого исследования показывают, что предшественники Arborane/Fernane могли быть получены более высокими растениями, такими как птеростпермалы и хениферофиты. ^{[ 7 ]}

Тематическое исследование: европейские угловые и пермские угли

Исследование 2012 года было направлено на соединение климатических паттернов с составами органических веществ различных выборок угля и озерной по всей Европе из каменноугольного и пермского периодов. Как арборан, так и фернан были обнаружены в образцах из бассейна Донетс ( Касимовиан ), бассейна Саара (ранний Стефаниан ), бассейн Пуэртоллано (покойный Стефаниан), бассейн Аутун (аутуньян) и бассейн Буксьера (аутуньян). Ни один из них не был обнаружен в образцах Висейского из Московского бассейна или в московских образцах из донетов и бассейнов Саара. Соотношение арбана/Фернана является показателем кордоитов и, возможно, семян папоротников ; Следовательно, максимум в этом соотношении связан с присутствием кордоитов и, возможно, спужественных . Обилизация других ароматических и алифатических соединений из этих образцов вместе с арбоном/Фернаном использовались для предложения для протокола влажных и сухих циклов в Европе. ^{[ 8 ]}

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон Банта, Эми (10 января 2017 г.). «Синтез арбановых тритерпенолов бактериальной оксидоскваленской циклазой» (PDF) . ПНА . 114 (2): 245–250. Bibcode : 2017pnas..114..245b . doi : 10.1073/pnas.1617231114 . PMC 5240688 . PMID 28028245 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Аурас, Стефан; Уайльд, Volker (2006). « Ароматизированные арбористы/углеводороды Арборана/Фернана в качестве биомаркеров для кордуатов». » . Naturwissenschaften . 93 (12): 616–621. Bibcode : 2006nw ..... 93..616a . doi : 10.1007/s00114-006-0150-x . PMID 17039345 . S2CID 21331245 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Albrecht, P.; Вайссон, Г. (1969-03-14). «Тритерпеновая изоляция спирта от нефтяного сланца» . Наука . 163 (3872): 1192–1193. Bibcode : 1969sci ... 163.1192a . doi : 10.1126/science.163.3872.1192 . ISSN 0036-8075 . PMID 17847547 . S2CID 25498328 .
^ Веландер, Паула В. (2019-08-20). «Расшифровка эволюционной истории микробных циклических тритерпеноидов» . Свободная радикальная биология и медицина . 140 : 270–278. doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2019.05.002 . ISSN 0891-5849 . PMID 31071437 . S2CID 149443982 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Вэй, JH; Банта, Аб; Джилл, CCC; Giner, JL; Верандер, П.В. (2017-12-01). «Новые бактериальные белки и липиды выявляют разнообразие синтеза биомаркера тритерпеноида» . Agu Fall Meeting Abstracts . 33 : B33A - 2063. BIBCODE : 2017AGUFM.B33A2063W .
^ Ogunkoya, L. (1981-01-01). «Применение масс -спектрометрии в структурных задачах у тритерпен» . Фитохимия . 20 (1): 121–126. doi : 10.1016/0031-9422 (81) 85230-2 . ISSN 0031-9422 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Vliex, M.; Hagemann, HW; Püttmann, W. (1994-11-01). «Ароматизированные арбористы/углеводороды в качестве молекулярных индикаторов цветочных изменений в верхних каменноугольных/нижних пермских стратах бассейна Саара-Нахе, юго-западной Германии» . Geochimica et Cosmochimica Acta . 58 (21): 4689–4702. Bibcode : 1994gecoa..58.4689v . doi : 10.1016/0016-7037 (94) 90201-1 . ISSN 0016-7037 .
^ Изарт, Ален; Палхол, Фабен; Gleixner, G.; Эли, Мутомбо; Блейз, Томас; Суарес-Руиз, я.; Саксенхофер, Рейнхард; Привалов, Виталия; Панова, Олена (2012-02-01). «Палеоклиматическая реконструкция от геохимии биомаркеров и стабильных изотопов N-алков из каменноугольных и ранних пермских гуминовых углей и лимнических отложений в западной и восточной Европе» . Органическая геохимия - Org Geochem . 43 : 125–149. doi : 10.1016/j.orggeochem.2011.10.004 .

[:0-1] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон Банта, Эми (10 января 2017 г.). «Синтез арбановых тритерпенолов бактериальной оксидоскваленской циклазой» (PDF) . ПНА . 114 (2): 245–250. Bibcode : 2017pnas..114..245b . doi : 10.1073/pnas.1617231114 . PMC 5240688 . PMID 28028245 .

[:2-2] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Аурас, Стефан; Уайльд, Volker (2006). « Ароматизированные арбористы/углеводороды Арборана/Фернана в качестве биомаркеров для кордуатов». » . Naturwissenschaften . 93 (12): 616–621. Bibcode : 2006nw ..... 93..616a . doi : 10.1007/s00114-006-0150-x . PMID 17039345 . S2CID 21331245 .

[:3-3] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Albrecht, P.; Вайссон, Г. (1969-03-14). «Тритерпеновая изоляция спирта от нефтяного сланца» . Наука . 163 (3872): 1192–1193. Bibcode : 1969sci ... 163.1192a . doi : 10.1126/science.163.3872.1192 . ISSN 0036-8075 . PMID 17847547 . S2CID 25498328 .

[4] Веландер, Паула В. (2019-08-20). «Расшифровка эволюционной истории микробных циклических тритерпеноидов» . Свободная радикальная биология и медицина . 140 : 270–278. doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2019.05.002 . ISSN 0891-5849 . PMID 31071437 . S2CID 149443982 .

[:1-5] Jump up to: ^а ^{беременный} Вэй, JH; Банта, Аб; Джилл, CCC; Giner, JL; Верандер, П.В. (2017-12-01). «Новые бактериальные белки и липиды выявляют разнообразие синтеза биомаркера тритерпеноида» . Agu Fall Meeting Abstracts . 33 : B33A - 2063. BIBCODE : 2017AGUFM.B33A2063W .

[6] Ogunkoya, L. (1981-01-01). «Применение масс -спектрометрии в структурных задачах у тритерпен» . Фитохимия . 20 (1): 121–126. doi : 10.1016/0031-9422 (81) 85230-2 . ISSN 0031-9422 .

[:4-7] Jump up to: ^а ^{беременный} Vliex, M.; Hagemann, HW; Püttmann, W. (1994-11-01). «Ароматизированные арбористы/углеводороды в качестве молекулярных индикаторов цветочных изменений в верхних каменноугольных/нижних пермских стратах бассейна Саара-Нахе, юго-западной Германии» . Geochimica et Cosmochimica Acta . 58 (21): 4689–4702. Bibcode : 1994gecoa..58.4689v . doi : 10.1016/0016-7037 (94) 90201-1 . ISSN 0016-7037 .

[8] Изарт, Ален; Палхол, Фабен; Gleixner, G.; Эли, Мутомбо; Блейз, Томас; Суарес-Руиз, я.; Саксенхофер, Рейнхард; Привалов, Виталия; Панова, Олена (2012-02-01). «Палеоклиматическая реконструкция от геохимии биомаркеров и стабильных изотопов N-алков из каменноугольных и ранних пермских гуминовых углей и лимнических отложений в западной и восточной Европе» . Органическая геохимия - Org Geochem . 43 : 125–149. doi : 10.1016/j.orggeochem.2011.10.004 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]