Hidroxiarqueol

El hidroxiarqueol es un lípido central exclusivo de las arqueas , similar al arqueol , con un grupo funcional hidróxido en la posición del carbono 3 de una de sus cadenas laterales de éter. ^{[ 1 ]} Se encuentra exclusivamente en ciertos taxones de arqueas metanogénicas , ^{[ 2 ]} y es un biomarcador común de la metanogénesis y la oxidación del metano. El análisis isotópico del hidroxiarqueol puede proporcionar información sobre el entorno y los sustratos de la metanogénesis. ^{[ 3 ]}

El hidroxiarqueol fue identificado por primera vez por Dennis G. Sprott y sus colegas en 1990 a partir de Methanosaeta concilii mediante una combinación de análisis de TLC , RMN y espectrometría de masas . ^{[ 1 ]}

El lípido consta de una estructura de glicerol con dos cadenas de éter fitanilo _C20 unidas, una de las cuales tiene un grupo hidroxilo (-OH) unido al carbono C3. Es uno de los principales lípidos centrales de las arqueas metanogénicas junto con el arqueol, formando la base de su membrana celular . Las dos formas principales son el sn-2-hidroxiarqueol y el sn-3-hidroxiarqueol, dependiendo de si el grupo hidroxilo se encuentra en la cadena fitanilo sn-2 o sn-3 de la estructura de glicerol . ^{[ 4 ]}

El uso de hidroxiarqueol como biomarcador fue una forma principal de identificar metanógenos en el medio ambiente, aunque se ha convertido en un complemento de las técnicas metagenómicas y de ARNr 16S para identificar la filogenia. ^{[ 2 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 3 ]} Si bien el hidroxiarqueol solo se ha identificado en arqueas metanogénicas, no todos los metanógenos lo incluyen entre sus lípidos centrales. ^{[ 2 ] [ 4 ]} Otros metanógenos pueden contener diferentes derivados de arqueol, incluidos arqueol cíclico y caldarqueol según las diferencias taxonómicas. ^{[ 2 ]} El hidroxiarqueol se ha identificado en muchos taxones diferentes, incluidos dentro de los órdenes Methanococcales , Methanosarcinales , que contiene el género Methanosaeta , y un género del orden Methanobacteriales . ^{[ 2 ]} Existe evidencia de que hay una preferencia taxonómica por la forma sn-2 frente a la sn-3 basada en la filogenia, ya que una mezcla de las dos formas no tiende a aparecer en el mismo organismo, pero la razón de esta diferencia no se comprende bien. ^{[ 1 ]} Debido al grupo hidroxilo, que es propenso a la degradación con el tiempo, el hidroxiarqueol no se ha observado en muestras antiguas y, por lo tanto, se cree que indica fuentes modernas de metanógenos. ^{[ 6 ]}

Las mediciones originales de hidroxiarqueol se realizaron mediante TLC y RMN, pero ahora predominan los métodos de cromatografía de gases/espectrometría de masas. En la mayoría de los métodos, la extracción del lípido central se realiza típicamente mediante variaciones del método de Bligh-Dyer, ^{[ 7 ]} que aprovecha las diferentes polaridades y la miscibilidad del diclorometano ( DCM ), el metanol y el agua. A menudo se requieren condiciones ácidas con ácido tricloroacético (TCA) durante la extracción y una limpieza adicional de las muestras con disolventes polares como el DCM para aislar mejor los lípidos de interés. ^{[ 1 ] [ 3 ] [ 5 ]}

Se ha encontrado hidroxiarqueol en turberas ^{[ 6 ]} y filtraciones de metano en el océano profundo ^{[ 3 ] [ 5 ]} como marcador tanto de metanógenos como de metanótrofos. El hidroxiarqueol de sedimentos de aguas profundas tenía un δ¹³C muy empobrecido ^en las filtraciones de metano. Tanto el metano como el DIC presentes también tenían valores de δ¹³C empobrecidos ^, pero no como una coincidencia perfecta con el biomarcador identificado. ^{[ 3 ]} Al modelar la relación isotópica del DIC y el metano con la relación isotópica de los biomarcadores, los investigadores pudieron estimar la contribución relativa a la biosíntesis y las vías metabólicas que cada fuente tenía para el organismo. El modelo pudo predecir una contribución relativa que coincidía bien con las mediciones reales, lo que indica que había un metabolismo mixto ocurriendo en estos sitios, con vías biosintéticas específicas que utilizaban diferentes proporciones de carbono derivado de cada fuente. ^{[ 3 ]} Este método utilizó hidroxiarqueol en la muestra a granel para apuntar al metabolismo de un grupo específico de microbios sin necesidad de separaciones exhaustivas de diferentes organismos, lo que lo hace útil para el análisis ambiental.