ヒドロキシアルカエオール

ヒドロキシアルカエオール
名前
	IUPAC名 1-(3-ヒドロキシ-2-((3,7,11,15-テトラメチルヘキサデシル)オキシ)プロポキシ)-3-7-11-15-テトラメチルヘキサデカン-3-オール
	その他の名前ヒドロキシアルカエオール脂質\|3'-ヒドロキシジエーテル脂質\|2-O-(3,7,11,15-テトラメチル)ヘキサデシル-3-O-(3'-ヒドロキシ-3',7',11',15'-テトラメチル)ヘキサデシル-sn-グリセロール
識別子
CAS番号	134108-15-9 N ;
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像;
PubChem CID	76128146;
CompToxダッシュボード（EPA）	DTXSID601336846;
	InChI InChI=1S/C43H88O4/c1-35(2)17-11-19-37(5)21-13-23-39(7)24-15-26-41(9)28-31-47-42(33-44)34- 46-32-30-43(10,45)29-16-27-40(8)25-14-22-38(6)20-12-18-36(3)4/h35-42,44-45H,11-34H2,1-10H3 キー: WZRFZYVQKWIZEV-UHFFFAOYSA-N;
	笑顔 CC(C)CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)CCOC(CO)COCCC(C)(CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)C)O;
不動産
化学式	C 43 H 88 O 4
モル質量	699.17 g·mol −1
	特に明記されていない限り、データは標準状態（25 ℃[77 °F]、100kPa ）の材料について示されています。インフォボックス参照

ヒドロキシアルカエオールは、アーキアに特有のコア脂質であり、アルカエオールに類似しており、エーテル側鎖の炭素3位に水酸化物官能基を持つ。^{[ 1 ]}これはメタン生成アーキアの特定の分類群にのみ見られ、^[²^]メタン生成とメタン酸化の一般的なバイオマーカーである。ヒドロキシアルカエオールの同位体分析は、メタン生成の環境と基質に関する情報を提供することができる。^[³^]

発見

ヒドロキシアルカエオールは、1990年にデニス・G・スプロットとその同僚によって、 TLC、NMR、質量分析法の組み合わせにより、 Methanosaeta conciliiから初めて同定された。^[¹^]

構造と機能

この脂質は、グリセロール骨格に2つのC20フィタニルエーテル鎖が結合したもので_、そのうちの1つにはC3炭素にヒドロキシル（-OH）基が結合している。メタン生成古細菌の主要なコア脂質の1つであり、アルカエオールとともに細胞膜の基礎を形成している。主な2つの形態は、グリセロール骨格のsn-2フィタニル鎖またはsn-3フィタニル鎖のどちらにヒドロキシル基があるかによって、sn-2-ヒドロキシアルカエオールとsn-3-ヒドロキシアルカエオールである。^{[ 4 ]}

メタン生成菌バイオマーカー

ヒドロキシアルカエオールをバイオマーカーとして使用することは、環境中のメタン生成菌を識別する主要な方法であったが、系統発生を識別するためのメタゲノムおよび16S rRNA技術の補助的なものとなっている。^{[ 2 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}^{[ 3 ]}ヒドロキシアルカエオールはメタン生成古細菌でのみ同定されているが、すべてのメタン生成菌がそれをコア脂質として数えているわけではない。^{[ 2 ]}^{[ 4 ]}他のメタン生成菌は、分類学的差異に基づいて、環状アルカエオールやカルダルカエオールなど、アルカエオールの異なる誘導体を含む可能性がある。^{[ 2 ]}ヒドロキシアルカエオールは、メタン球菌目、メタンサセタ属を含むメタンサルシナ目、およびメタン細菌目の属を含む、多くの異なる分類群で同定されている。^{[ 2 ]}系統発生に基づくと、sn-2 型と sn-3 型の間に同じ生物に混在することはあまりないため、分類学上、sn-2 型と sn-3 型に好みがあるという証拠があるが、この違いの理由はよく理解されていない。^{[ 1 ]}ヒドロキシル基は時間の経過とともに分解されやすいため、ヒドロキシアルカエオールは古代のサンプルでは観察されておらず、したがってメタン生成菌の現代の起源を示していると考えられている。^{[ 6 ]}

測定技術

ヒドロキシアルカエオールの初期測定はTLCとNMRを使用して行われましたが、ガスクロマトグラフ/質量分析法が主流となっています。ほとんどの方法では、コア脂質の抽出は通常、ジクロロメタン（DCM）、メタノール、および水のさまざまな極性と混和性を利用するBligh-Dyer法のバリエーションを使用して行われます^{[ 7 ]} 。抽出中にトリクロロ酢酸（TCA）を使用した酸性条件と、DCMなどの極性溶媒を使用したサンプルの追加精製が、目的の脂質をより良く分離するためにしばしば必要になります。^[¹^]^[³^]^[⁵^]

GC-MS

GC-MS分析の前に、無傷のヒドロキシアルカエオール脂質は通常、加水分解されてコア脂質成分となり、遊離ヒドロキシル官能基にトリメチルシリル（TMS）基を付加して誘導体化されます。^{[ 1 ]}^{[ 5 ]}^{[ 3 ]}これにより、脂質はGC内で揮発し、MS分析器に到達します。ヒドロキシアルカエオールはTMS誘導体化後に修飾される部位が複数あるため、観測される質量スペクトルはモノTMS誘導体またはジTMS誘導体のいずれかとなり、適切に同定および定量するためには標準品と比較する必要があります。^{[ 8 ]}同定および定量には、質量分析計は通常四重極質量分析器を使用しますが、同位体分析では、より高い質量分解能と感度を持つ同位体比質量分析計（IRMS）を使用します。^{[ 5 ]}^{[ 3 ]}

δ ¹³ C同位体比分析

ヒドロキシアルカエオールに含まれる炭素の相対同位体比（δ ¹³ C）は、メタン関連生物が炭素源として何を使用しているかを特定するために使用されます。^{[ 3 ]}環境中の炭素源は、生物に見られるバイオマーカーと一致する測定可能な δ ^{13 C シグネチャを持ち、生物は食物源の同位体シグネチャを獲得します。ヒドロキシアルカエオールを生成する古細菌は、溶存無機炭素（}DIC）、メタノール、トリメチルアミン、メタンなど、多くの炭素源を利用できるため、^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}これは、主要なエネルギー源がどれであるか、または環境中に複数のエネルギー源が混在しているかどうかを判断するのに役立ちます。

事例研究

メタン湧出域で発見された硫酸還元細菌と共生するメタン酸化古細菌（ANME-SRB）。赤＝ANME、緑＝SRB。^{[ 9 ]}

ヒドロキシアルカエオールは、泥炭湿原^{[ 6 ]}や深海のメタン湧出域^{[ 3 ]}^{[ 5 ]}で、メタン生成菌とメタン酸化菌の両方のマーカーとして発見されている。深海堆積物のヒドロキシアルカエオールは、メタン湧出域でδ13Cが非常に低い値を示した^。存在するメタンとDICもδ13C値が低い値を示した^が、特定されたバイオマーカーと完全に一致するものではなかった。^{[ 3 ]} DICとメタンの同位体比をバイオマーカーの同位体比にモデル化することで、研究者らは、生物に対する各供給源の生合成および代謝経路への相対的な寄与を推定することができた。モデルは、実際の測定値とよく一致する相対的な寄与を予測することができ、これらの場所では混合代謝が起こっており、各供給源由来の炭素の異なる割合を使用する特定の生合成経路が存在することを示している。^{[ 3 ]}この方法は、バルクサンプル中のヒドロキシアルカエオールを利用して、異なる生物を徹底的に分離する必要なく、特定の微生物群の代謝を標的とするため、環境分析に有用である。

参考文献

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発見