O γ-caroteno (gamma-caroteno) é un carotenoide e un intermediario biosintético na síntese de carotenoides ciclados de plantas. Fórmase por ciclación do licopeno polo encima licopeno ciclase épsilon. Xunto con outros carotenoides, o γ-caroteno é un vitámero da vitamina A en herbívoros e omnívoros. Os carotenoides cun anel ciclado de beta-ionona poden converterse en vitamina A, tamén coñecida como retinol, polo encima beta-caroteno 15,15'-dioxixenase; porén, a bioconversión do γ-caroteno a retinol non está ben caracterizada. O γ-caroteno foi identificado provisionalmente como un biomarcador para as bacterias púrpuras e verdes do xofre nunha mostra da formación Barney Creek de 1.640 ± 3 millóns de anos de antigüidade do norte de Australia que comprendía sedimentos mariños. Este descubrimento provisional de γ-caroteno en sedimentos mariños implica un ambiente euxínico no pasado, no que as columnas de auga eran anóxicas e sulfúricas. Esta é unha forma significativa de reconstruír as condicións oceánicas pasadas, pero ata agora o γ-caroteno só foi potencialmente identificado na única mostra medida.
Introdución O γ-caroteno é un carotenoide, unha clase de pigmentos que lles dan cor aos organismos fotosintéticos. Especificamente, o γ-caroteno pode derivarse da mixoxantofila atopada en cianobacterias, clorobiáceas, e bacterias verdes non do xofre (Chloroflexi). Porén, existen uns 600 carotenoides diferentes, cada un coa súa estrutura e fórmula que modifica o seu espectro de absorción. En concreto, as Chromatiaceae viven entre os 1,5 e 24 metros de profundidade na columna de auga e máis do 75 % das floracións microbianas ocorren por riba dos 12 metros de profundidade. Outros carotenoides como o clorobactano e o isorenierateno son tamén biomarcadores da presenza de bacterias verdes non do xofre. Estes carotenoides son indicadores de pasados ambientes xeoquímicos acuáicos desa fonte de auga. En particular, o γ-caroteno é un indicador da profundidade á cal as condicións óxicas empezan a cambiar a anóxicas debido á súa importancia para as bacterias verdes e púrpuras que ocupan a capa que fai de límite. Sábese que as bacterias verdes non do xofre producen 2,3,6-trimetilaril isoprenoides que son inequívocos, o que permite a dedución de pasados ambientes xeoquímicos acuáticos. No γ-caroteno, o grupo final de licopeno produce un anel β pola acción do encima β-ciclase; mentres que o outro extremo é grupo ψ de cadea aberta.
Preservación
Os biomarcadores en xeoloxía poden definirse como os restos moleculares preservados de lípidos e outras composicións biolóxicas. A miúdo, nos ambientes sedimentarios, os lípidos descompóñense nos esqueletos hidrocarbonados que quedan preservados no rexistro xeolóxico por longas escalas de tempo. Concretamente, os biomarcadores diagnóstico utilízanse para investigar as condicións de paleoambientes do remoto pasado, como a salinidade, temperatura e dispoñibilidade de oxíxeno. Nos ambientes acuáticos nos que persisten as bacterias verdes non do xofre, o carbono orgánico é remineralizado a dióxido de carbono e auga de modo que o 0,1 % se deposita no rexistro sedimentario nos leitos acuáticos. Aínda que o γ-caroteno non é un biomarcador de diagnóstico para as bacterias verdes non do xofre, como se descubriu polo momento provisionalmente nun só ambiente natural, é considerado un biomarcador para as bacterias verdes e púrpuras non do xofre. A diferenza do β-caroteno, que aparece nun amplo conxunto de liñaxes dos tres dominios da vida, o γ-caroteno está restrinxido a só uns pouco precursores potenciais. Ambos os xéneros actuais de bacterias Chromatiaceae conteñen γ-caroteno despois da diaxénese, que ten un esqueleto carbonado exclusivo; por tanto, o γ-caroteno é identificable por métodos de medida como a cromatografía de gases-espectrometría de masas. Nalgúns casos é posible discriminar entre diferentes fontes de biomarcadores usando técnicas de fraccionamento isotópico do carbono.
Técnicas de medida
GC/MS
A cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC/MS) é unha técnica analítica empregada en xeoquímica para identificar e cuantificar compostos orgánicos presentes en rochas sedimentarias. A mostra de hai 1.640 ± 3 millóns de anos da formación Barney Creek someteuse a unha extracción para buscar γ-caroteno e foi analizada por GC/MS e atopouse un pico en m/z 125, o que indica a presenza de derivados carotenoides que elúen inmediatamente despois do β-caroteno e γ-caroteno.
Proporción de isótopos do carbono Unha análise adicional do γ-caroteno pode realizarse por proporción de isótopos-espectrometría de masas. As Chromatiaceae xeralmente están enpobrecidas en δ13C mentres que as Chlorobiaceae están enriquecidas en δ13C en comparación con bacterias oxixénicas típicas. Os resultados da proporción de isótopos-espectrometría de masas e da GC/MS poden discriminar con exactitude a presenza de γ-caroteno nunha extracción de mostras sedimentarias. A identificación de γ-caroteno por estes métodos proporcionaría unha indicación convincente de ambientes pasados euxínicos, nos que as columnas de auga eran anóxicas e sulfúricas.
Notas
Categoría:Carotenoides Categoría:Ciclohexenos