Холестан - Cholestane
|
|
 Нумерация ИЮПАК
|
|
| Имена | |
|---|---|
|
Название ИЮПАК
Холестан
|
|
|
Предпочтительное название IUPAC
(1 R , 3a S , 3b R , 9a S , 9b S , 11a R ) -9a, 11a-Диметил-1 - [(2 R ) -6-метилгептан-2-ил] гексадекагидро- 1H -циклопента [ a ] фенантрен |
|
| Идентификаторы | |
|
3D модель ( JSmol )
|
|
| ЧЭБИ | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard |
100.035.496 
|
|
PubChem CID
|
|
|
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Характеристики | |
| С 27 Ч 48 | |
| Молярная масса | 372,681 г · моль -1 |
| Плотность | 0,911 г / мл |
|
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). |
|
 проверить ( что есть ?)
  |
|
| Ссылки на инфобоксы | |
Холестан - это насыщенный тетрациклический тритерпен . Этот 27-углерода биомаркером получают путем диагенезе из холестерина и является одним из наиболее распространенных биомаркеров в рок записи. Присутствие холестана в образцах окружающей среды обычно интерпретируется как индикатор жизни животных и / или следы O 2 , поскольку животные известны исключительно производителями холестерина, и поэтому использовались для установления эволюционных связей между древними организмами неизвестного филогенетического происхождения и современными. таксоны многоклеточных животных. Холестерин вырабатывается в небольшом количестве другими организмами (например, родофитами , наземными растениями ), но поскольку эти другие организмы производят множество стеринов, его нельзя использовать в качестве окончательного индикатора какого-либо одного таксона. Его часто обнаруживают при анализе органических соединений в нефти .
Фон
Холестан - это насыщенный биомаркер животного происхождения C-27, который часто встречается в нефтяных месторождениях. Это диагенетический продукт холестерина , который представляет собой органическую молекулу, вырабатываемую в основном животными и составляющую около 30% мембран клеток животных. Холестерин несет ответственность за мембранной жесткости и текучести, а также внутриклеточного транспорта , клеточной сигнализации и нервной проводимости . У людей он также является предшественником гормонов (например, эстрогена , тестостерона ). Он синтезируется через сквален и, естественно, принимает определенную стереохимическую ориентацию (3β-ол, 5α (H), 14α (H), 17α (H), 20R). Эта стереохимическая ориентация обычно сохраняется на протяжении всего процесса диагенеза, но холестан можно найти в летописи окаменелостей с множеством стереохимических конфигураций.
Биомаркер
Холестан в летописи окаменелостей часто интерпретируется как индикатор ( биомаркер ) древней жизни животных и часто используется геохимиками и геобиологами для реконструкции эволюции животных (особенно в докембрийской истории Земли; например, эдиакарском , криогенном и протерозойском в целом). Молекулярный кислород необходим для производства холестерина; таким образом, присутствие холестана предполагает наличие некоторого следа кислорода в палеосреде. Холестан не является исключительно производным от диагенеза стероидных молекул животного происхождения; холестан также может быть связан с присутствием, например, родофитов и эмбриофтов , хотя количество такого неметаозанового холестана неизвестно. Эмбриофиты обычно производят множество стеринов, которые вместе известны как фитотеролы , а холестерин остается второстепенным компонентом. Напротив, бактерии продуцируют другие циклические тритерпеноиды, такие как гопаноиды, а продукты их диагенеза гопаны используются в качестве бактериальных биомаркеров.
Сохранение
Холестерин имеет 256 стереоизомеров , но только один из них образуется естественным образом при производстве холестерина (3β-ол, 5α (H), 14α (H), 17α (H), 20R) и, следовательно, является основным стереоизомером, представляющим интерес для измерений холестана. . Отклонения от этой стереохимии часто связаны с диагенезом , термическим созреванием и сохранением .
Диагенез обычно приводит к потере функциональных групп и двойных связей в органических молекулах. В частности, для холестана диагенез холестерина в холестан дает молекулу, которая полностью насыщена по сравнению с его стероидным аналогом. Этот процесс происходит без потери или увеличения атомов углерода и, следовательно, может служить индикатором исходного стероида, производимого организмом в окружающей среде.
Термическое изменение также может вызвать потерю боковой цепи алкана при C 17 . Эксперимент показал, что за 4 недели при 300 ° C холестан подвергся 17% разложению своей алкановой боковой цепи. Напротив, полициклическая структура (C 1-17 ) очень термически стабильна. Диагенетические процессы также могут вызывать метильный сдвиг и ароматизацию .
Стереохимическое изменение
Дополнительные диагенетические процессы могут еще больше изменить молекулу холестана. Например, холестан со временем подвержен стереохимическим сдвигам от своего природного изомера. Эти изменения могут быть результатом теплового или микробного изменения. Термическое изменение может вызвать изменения стереохимии как в хиральном центре C 20 , так и в атомах водорода. Отношение стереоизомеров R / S обычно указывается как мера «термической зрелости». Напротив, преобразование водорода в сайте C 5 из конфигурации α → β отражает анаэробную микробную активность и может быть понято с помощью экспериментов по мечению изотопов в контролируемых экспериментах с микробами, метаболизирующими интересующий стероид. Одно исследование продемонстрировало, что есть две реакции, которые могут привести к потере двойной связи холестерина - (1) прямое восстановление двойной связи или (2) образование кетона до восстановления двойной связи, что приводит к отчетливой изомеризации водорода в точке C 5 сайт. Водородные участки 14 и 17α более стабильны и претерпевают изменения в β-конфигурацию в гораздо меньших количествах, чем водородные участки 5.
Методы измерения
ГХ / МС
Холестан может быть извлечен из образцов и измерен с помощью ГХ / МС для количественного определения относительного содержания по отношению к другим органическим соединениям. Это измерение выполняется путем экстракции стеранов неполярным растворителем (например, дихлорметаном или хлороформом ) и очистки до « насыщенной » фракции с использованием газовой хроматографии на колонке с силикагелем. Изомеры холестана будут элюироваться из колонки в зависимости от молекулярной массы и различной стереохимии, что затрудняет традиционную масс-спектрометрию из-за тесного совместного элюирования изомеров. В качестве альтернативы можно измерить холестан с помощью экспериментов ГХ / МС / МС, нацеленных на m / z-фрагмент 217 (от молекулярного иона 372). Этот конкретный метод сначала ищет 372 молекулярный ион холестана, а затем фрагментирует этот молекулярный ион до его фрагмента m / z 217, чтобы улучшить идентификацию конкретных изомеров.
Изотопные отношения δ 13 C
Значения δ 13 C холестана отражают изотопный состав углерода животных, которые создали исходные молекулы холестерина. Обычно считается, что изотопный состав углерода животных является функцией их рациона; следовательно, изотопный состав углерода холестана также будет отражать эту исходную ценность рациона. Значения δ 13 C можно измерить с помощью газового хроматографа, соединенного с IRMS.
В более общем смысле стераны можно использовать как индикатор изменений окружающей среды. В исследовании представлены значения δ 13 C стеранов по сравнению с гопанами и использованы для предложения изменений в фотической зоне в течение миоцена , поскольку изменения изотопного значения должны быть либо результатом растворенного неорганического углерода в воде, либо биологического изотопа. фракционирование .
Тематические исследования
Биомаркеры ранней жизни
Присутствие холестана не обязательно указывает на присутствие животных, но часто используется в сочетании с другими биомаркерами, чтобы отметить рост отдельных таксонов в летописи окаменелостей; В связи с этим в исследовании измерялось относительное содержание холестана по сравнению с другими тритерпеноидными биомаркерами, чтобы продемонстрировать рост водорослей в неопротерозое .
Отследить фактическое происхождение холестана в летописи окаменелостей сложно, поскольку большинство пород того периода сильно метаморфизированы, и, следовательно, потенциальные биомаркеры термически изменены. Исследование связывало источник холестана с конкретным окаменелостью эдиакарцев ( Dickinsonia), чтобы ограничить таксономическую классификацию биоты эдиакарцев как эволюционных прелюдий к жизни многоклеточных . Однако холестан не является специфическим маркером для животных и встречается в большинстве эукариотических линий.
Смотрите также
использованная литература
внешние ссылки
- Холестаны в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)