Изоарборинол
| |
| Имена | |
|---|---|
| Имя IUPAC
5⍺-arborn-9 (11) -a-3β-al
| |
| Систематическое имя IUPAC
(3 S , 3A S , 5A S , 5B S , 7A R , 9 S , 11A S , 13A R , 13B S ) -3A, 5A, 8,8,11a, 13A-гексаметил-3- (Propan-2- Yl) -2,3,3a, 4,5,5a, 5b, 6,7,7a, 8,9,10,11,11a, 13,13a, 13b-octecahydro-1 h -cyclopenta [ a ] chrrysen-9 -только | |
| Другие имена
3β-арборинол, арборинол B, соргумол
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| Чеби | |
| Chemspider | |
| Кегг | |
PubChem CID
|
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Comptox Dashboard ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| C 30 H 50 O | |
| Молярная масса | 426.729 g·mol −1 |
| Появление | Твердый порошок [ 1 ] |
За исключением случаев, когда отмечены, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
| |
Изоарборинол является тритерпеноидным повсеместно продуцируемым покрытосеменными и, таким образом, считается биомаркером для более высоких растений. Несмотря на то, что не был идентифицирован микроб, продуцирующий изоарборинол, изоарборинол также считается возможным биомаркером для морских бактерий , поскольку его диагенетический конечный продукт, арборан, был обнаружен в древних морских отложениях, которые предшествуют росту растений. Важно отметить, что изоарборинол может представлять филогенетическую связь между хопанолами и стеролами .
Химия
[ редактировать ]Изоарборинол представляет собой пентациклический тритерпеноид, класс из 30-углеродных изопреноидных соединений, обычно встречающихся у более высоких растений. В первую очередь это молекула углеводородов, состоящая из четырех циклогексановых колец, одного циклопентана, шести метильных групп, одной спиртной группы и одной изопропильной группы. Он структурно похож на растительную циклическую циклику в серии люпеноидов (включая Lupeol , Betulin и Lupane), в первую очередь различается по положению изобутильной функциональной группы (расположенной на C 21 циклопентального кольца для изоарборинола и на C 19 для люпноидов) Полем Изоарборинол, вероятно, служит компонентом биологических мембран, буферивающих текучесть, аналогично стеролам и хопанолам.
Распределение
[ редактировать ]
Известное распределение изоарборинола в существующих организмах преимущественно ограничено несколькими покрытосеменными (например, семейство Gramineae [ 2 ] ), что заставило многих рассматривать изоарборинол как биомаркер для высших растений. В 1990 -х годах серия бумаг [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] Опубликовано Вереной Хауке и его коллегами, представлены убедительные доказательства существования изоарборинола в перми и триасовые периоды, основанные на обнаружении арборане (диагенетический продукт изоарборинола) в древних отложениях. Эти геологические периоды значительно предшествуют первым появлению покрытосеменных поздней юридической службы, [ 6 ] исключая возможность того, что изоарборинол был получен более высокими растениями. Кроме того, обнаруженные соединения арбана имели изотопные сигнатуры углерода, несовместимые с растением, происхождение, [ 3 ] и Арборан был дополнительно изолирован из озерных отложений [ 7 ] У него не хватало покрытосеменных. Взятые вместе, эти наблюдения поддерживают микробное происхождение для изоарборинола, хотя ни один изоарборинол-продуцирующий микроб еще не обнаружен. Тем не менее, морская гетеротрофная бактерия Eudoraea Adriatica была обнаружена, которая сделала адриатикол и Eudoraenol, двух изомеров изоарборинола, [ 8 ] предполагая, что существующий производитель изоарборинола может существовать.
Эволюционное значение
[ редактировать ]
Фермент, ответственный за изготовление изоарборинола, может представлять эволюционную связь между ферментами, продуцирующими Хопанол в бактериях, и стеролами , продукты, ферментами у эукариот. Эти ферменты являются частью класса терпеновых циклаз, которые циклируют либо сквален , либо оксидоквален в четырех или пятичленных кольцевых соединениях через пути, которые проходят через различные структурные конформации (все председатель или стул-бочонок). Каждая терпеновая циклаза использует различную комбинацию этих аспектов для получения конечного полициклического тритерпеноидного соединения, что приводит к большому разнообразию путей производства полициклических тритерпеноидов.
Сквален-гопен-циклаза (SHC) синтезирует Хомеанолы и, как правило, предполагается, что эволюционировала перед стеролом, продуцирующей фермент оксидосуален циклазу (OSC). [ 9 ] Принимая во внимание, что SHC складывает сквален в пятичленном кольце через промежуточную конформацию все предк [ 10 ] Isoarborinol Cyclase использует комбинацию этих аспектов, циклизующих оксидосквален в пятичневое кольцо с помощью конформации стул-лодки. [ 11 ] Учитывая кажущуюся промежуточную природу его пути (между теми, которые используются SHC и OSC), была предложена изоарборинол циклаза, представляющая ферментативный промежуток эволюционного перехода от SHC к OSC. [ 12 ] Тем не менее, филогенетический анализ эволюционных отношений между терпеновыми циклазами предполагает, что SHC и ASC расходились от общего предка, [ 11 ] который определяет эволюционную значимость изоарборинола циклазы неясно. Хотя известно, что ни один существующий микроб не производит изоарборинол, открытие эудораенол -синтазы [ 8 ] (который продуцирует изоарбориноподобные липиды через аналогичный путь, используемый изоарборинол циклазой) в E. Adriatica открывает дверь для будущих исследований механизмов полициклического синтеза биомаркера полициклического тритерпеноида и филогенетических взаимосвязи между вовлеченными ферментами.
Измерение
[ редактировать ]В существующих организмах изоарборинол можно найти в его неповрежденной форме с ее полярной гидроксильной группой. В отложениях изоарборинол диагенетически преобразуется в его полностью насыщенную форму Arborane. Таким образом, методы, предназначенные для извлечения и анализа изоарборинола, должны учитывать химию молекулы, которую можно допросить. Общие подходы к анализу соединений биомаркеров включают в себя выявление их структур, количественную оценку их численности и измерение изотопных составов их различных элементов (углерод, азот, сера и т. Д.).
Извлечение и очищение
[ редактировать ]Изоарборинол может быть извлечен из биологического материала через Bligh и Dyer, в то время как Arborane может быть извлечен из осадочных пород посредством экстракции растворителя . Колоночная хроматография (часто высокоэффективная жидкая хроматография (ВЭЖХ)) используется для разделения липидов на различные фазы (например, насыщенные , ароматические и полярные ) на основе их полярностей. Изоарборинол будет элюировать полярной фракцией, и его алкогольная группа часто должна быть дериватизирована (например, с TMS , TFA или метанолом), прежде чем его можно будет проанализировать. Arborane элюируется с ароматической фракцией и не необходимо дериватизировать до анализа.
Анализ
[ редактировать ]Изоарборинол и арборан могут быть проанализированы с помощью газовой хроматографической спектрометрии (GC/MS), в ходе которых соединения элюируют на основе их распределительных свойств между подвижными и стационарными фазами колонки GC, затем впоследствии фрагментируются и ионизируются, и результирующие фрагменты разделены на основе их соотношений массы к заряду ( M/z ). Вместе информация об относительном времени удержания и масс -спектрах молекул используется для идентификации интересующих соединений. Для изоарборинола, дериватизированного TMS , характерный пик фрагмента массы обнаруживается при m/z = 241. [ 8 ] Альтернативно, изоарборинол и/или арборан также могут быть проанализированы с помощью спектрометрии жидкой хроматографии (LC/MS) или охарактеризованы ядерным магнитным резонансом (ЯМР). Коэффициенты изотопного содержания углерода и водорода в изоарбориноле/арборе могут быть измерены с помощью газовой хроматографии, связанной с масс -спектрометрией соотношения изотопа .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Технические данные для холестерина» . Получено 2018-05-30 .
- ^ Ohmoto, T., Ikuse, M. (1970). Тритерпеноиды Gramineae. Фитохимия 9, 2137-2148.
- ^ Jump up to: а беременный Hauke, V., Graff, R., Wehrung, P., Trendel, JM, Albrecht, P. (1992). Один глубинные романы и папоротники в отложениях. Партия I. Tetrahedron 48, 3915-3924.
- A. Hauke V., Graffe, R., Woman, P., Trendel, JM, Albrecht, P., Riva, A., Роман, полученный от папоротника Арборани в отложениях: часть II. Acta 56 , 3595–3
- ^ Hauke, V., Adam, P., Trendel, JM, Albrecht, P., Schwark, L., Vliex, M., Hagemann, H., Puttmann, W. (1995). Изоарборинол через геологические времена: доказательства его присутствия в перми и триасе. Org Geochem 23, 91-93.
- ^ Sun, G., Dilcher, DL, Zheng, S., Zhou, Z. (1998). В поисках первого цветка: юрского покрытосеменного, Archaefructus , с северо -восточного Китая. Science 282, 1692-1695.
- ^ Jaffé, R., Hausmann, KB (1994). Происхождение и ранняя диагенез арборинона/изоарборинола в отложениях высокопродуктивного пресноводного озера. Org Geochem 22, 231-235.
- ^ Jump up to: а беременный в Banta, AB, Wei, JH, Gill, CCC, Giner, JL., Wellander, PV (2017). Синтез арбановых тритерпенолов бактериальными циклазами окситосквалена. Proc Natl Acad Sci USA 114, 245-2
- ^ Rohmer, M., Bouvier, P., Worisson, G. (1979). Молекулярная эволюция биомембранов: структурные эквиваленты и филогенетические предшественники стеролов. Proc Natl Acad Sci USA 76, 847-851.
- ^ Абэ И. (2007). Ферментативный синтез циклических тритерпенов. Nat Prod Rep 24, 1311-1331.
- ^ Jump up to: а беременный Фишер В.В., Пирсон А. (2007). Гипотезы о происхождении и ранней эволюции тритерпеноидных циклаз. Геобиология 5, 19-34.
- ^ Вайссон Г., Альбрехт П., Ромер М. (1982). Прогнозирующая микробная биохимия - от молекулярных окаменелостей до прокариотических мембран. Trends Biochem Sci 7, 236-239.