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| 名前 | |
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| IUPAC名
[(9 S ,12 S ,16 S ,24 S ,28 R ,31 R ,35 S ,43 S ,46 S ,50 S ,58 S ,62 R ,65 R )-12-(ヒドロキシメチル)-9,16,24,28,31,35,43,50,58,62,65-ウンデカメチル-11,14,45,48-テトラオキサヘキサシクロ[63.3.1.1 2,5 .1 20,23 .1 36,39 .154,57]トリヘプタコンタン-46-イル]メタノール
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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| ケムスパイダー |
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パブケム CID
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| プロパティ | |
| Ｃ82Ｈ154Ｏ6 | |
| モル質量 | 1 236 .128 グラムモル−1 |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
インフォボックス参照
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クレナーケオールはグリセロールビフィタングリセロールテトラエーテル（GDGT）生体膜脂質である。クレナーケオールはアーキオールとともに古細菌膜の主要成分を構成している。[1]古細菌膜は、他のドメイン（細菌、原核生物）に見られるジアシル脂質の代わりにイソプレノイドGDGTを含むため、細菌や真核生物の膜とは異なる。GDGT膜脂質は、極限環境古細菌が生息する環境に存在する高温への適応であると提案されている[2]
発見と配布
古細菌のGDGTは、最初に遠洋水域で検出されました。[3]未知のGDGTも海洋堆積物で発見され、[ 4]海綿動物と共生する海洋アンモニア酸化古細菌であるCenarchaeum symbiosum [5]から分離されました。
熱水環境以外でのGDGTの発見に続いて、2次元核磁気共鳴（2D-NMR）分光法によって、表層堆積物とC. symbiosumの抽出物に含まれるGDGTの主要成分としてクレナーカエオールが初めて特定されました。 [6]これは、クレナーカエオールを生成するアンモニア酸化浮遊性古細菌が属すると考えられていたクレナーカエオタ門（現在のサーモプロテオタ門）にちなんで命名されましたが、その後、海洋グループIクレナーカエオタ門をタウマーカエオタ門（現在のニトロソスファエロタ門）と見なすよう提案されました。[7]
アンモニア酸化生物における発生
クレナーカエオールは、浮遊性アンモニア酸化古細菌（AOA）のバイオマーカーとして提案されている。[2] クレナーカエオールは、ニトロソスファエロタ門（以前は海洋グループ1クレナーカエオタに分類されていた）に属するAOAによって生成される。これは、浮遊性中温性C. symbiosum [6]とNitrosopumilus maritimus [8]、中程度好熱性のNitrososphaera gargensis [2]と超好熱性のCandidatus Nitrosocaldus yellowstonii [9]の純粋培養によって生成されることが確認されている。Ca . N. yellowstoniiとN. gargensisにクレナーカエオールが存在するという発見は、クレナーカエオールが中温性 Nitrososphaerota に特有であるというこれまでのコンセンサスを否定し、この門内でより広く見られることを示唆している。
生物学では
化学と機能
構造的には、分子は細胞膜を貫通し、エーテル結合によってグリセロールにそれぞれ結合した 2 つの長い炭化水素鎖で構成されています。
他の GDGT と同様に、クレナーカオールは疎水性領域と親水性領域が明確に区別できる膜脂質です。長い非極性 炭化水素鎖は疎水性ですが、エーテル結合したグリセロール頭部基は極性で親水性です。ほとんどの生物では、細胞膜は脂質二重層で構成されており、その中でリン脂質は疎水性の非極性炭化水素尾部が互いの内側を向き、親水性の極性頭部基が外側を向いて細胞質または細胞外部の極性環境と関連しています。この構成は疎水効果によって促進され、疎水性分子が水性環境から隔離されることがエネルギー的に有利になります。GDGT は 2 つの親水性頭部基を持っているため、細胞膜に二重層ではなく脂質単層を形成し、GDGT 産生古細菌はすべての生物群の中で例外的な存在となっています。[10]もともと、GDGT膜脂質は高温および酸性度の高い環境での生活に適応したものであると考えられていました。単層脂質の両側は、二重膜の凝集を促進する弱い分子間力ではなく共有結合によって接続されているため、一般的な二重膜よりも安定しています。[10]この仮説は、一部の極限環境細菌が独自の膜貫通型エーテル結合GDGT類似体を合成するという観察によって裏付けられています。[11] GDGTの環状部分も高温条件への適応である可能性があり、[6] GDGTの長い炭化水素鎖の環の数は温度に依存します。[12]クレナーカエオールは、炭化水素鎖の1つに2つのシクロペンチル部分を持ち、もう1つの炭化水素鎖に1つのシクロヘキシル部分と2つのシクロペンチル部分を持っています。
しかし、クレナーカエオールやその他のGDGTが中温環境に生息する生物によって生成されるという発見により、高温適応仮説は疑問視されるようになった。 [10]クレナーカエオールの特徴的なシクロヘキシル基は、クレナーカエオールの炭化水素鎖の1つに「ねじれ」を生じさせ、膜脂質が密集するのを防ぐため、遠洋生活への適応であるという説が提唱されている。これは高温下では好ましいが、温帯下では好ましくない。[6]
堆積物中の保存と分解
クレナーカエオルは環境中で何億年も安定している。これはTEX 86 古温度計の一部であり、海面温度の温度プロキシとして使用され、中期ジュラ紀（約1億6000万年前）までの古気候を再構築するために使用されている。[13]
クレナーカエオールやその他のGDGTは、適切な条件下では環境中に何億年も保存される可能性があります[13]。ほとんどのGDGTは240〜300℃で分解するため、300 ℃を超える温度に加熱された岩石には見つかりません。[14] GDGTは酸素にさらされると分解しますが、堆積物のGDGTの相対濃度は分解中でも同じままである傾向があるため、分解は、異なるGDGTの比率に基づく TEX 86 [15]などのプロキシに影響を与えません。
テックス86古温度計
GDGT 炭化水素鎖の環の数は温度に依存しており、クレナーカエオールとその異性体の量の測定に依存する古代の海面温度 (SST) を測定するためのプロキシである TEX 86古温度計の基礎となっています[16] 。クレナーカエオールには位置異性体があり、放射性炭素分析に基づくと、他のイソプレノイド GDGT とは異なる起源を持つ可能性があります。位置異性体の可能性のある起源には、底生古細菌とクレナーカエオールの続成作用があります。位置異性体は表層水と浮遊性タウマルカエの培養物に少量しか存在しないためです。それにもかかわらず、これを TEX 86 の計算から除外すると、古温度計と海面温度の相関関係があまり明確でなくなり、これが TEX 86の必要な要素であることを示します。[17]
分離と測定
クレナーカオールなどのGDGTは、抽出と酸加水分解に続いて、高速液体クロマトグラフィー/大気圧化学イオン化質量分析法（HPLC/APCI-MS）を使用して分析できます。[18]酸加水分解により、分子から極性ヘッドグループが切断され、非極性鎖が残ります。これはクロマトグラフィーに必要ですが、極性分子の分析にはあまり適していません。さまざまな抽出技術がGDGTに効果的であることが実証されています。一般的な方法の1つは、メタノールで超音波抽出し、その後に非極性溶媒ジクロロメタン（DCM）で洗浄することです。[18] GDGTは、特徴的な[M + H] + - 18および[M + H] + - 74イオン[18]を持ち、クレナーカオールの場合、質量はそれぞれ1218および1162 Daです。GDGTの相対的な存在量は、特徴的なイオンのピーク面積を積分することで決定できます。
参考文献
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