غاما كاروتين

غاما كاروتين ( γ- كاروتين) هو أحد الكاروتينات ، وهو وسيط حيوي لتخليق الكاروتينات الحلقية في النباتات. ^{[ 2 ]} يتكون من تحلق الليكوبين بواسطة إنزيم ليكوبين سيكلاز إبسيلون. ^{[ 3 ]} إلى جانب العديد من الكاروتينات الأخرى ، يُعد غاما كاروتين أحد مشتقات فيتامين أ في الحيوانات العاشبة والحيوانات القارتة. يمكن تحويل الكاروتينات التي تحتوي على حلقة بيتا أيونون حلقية إلى فيتامين أ ، المعروف أيضًا باسم الريتينول ، بواسطة إنزيم بيتا كاروتين 15،15'-ديوكسيجيناز ؛ ومع ذلك، لم يتم توصيف عملية التحويل الحيوي لغاما كاروتين إلى ريتينول بشكل كامل. تم تحديد غاما كاروتين مبدئيًا كمؤشر حيوي للبكتيريا الكبريتية الخضراء والبنفسجية في عينة من تكوين بارني كريك في شمال أستراليا، والذي يعود تاريخه إلى 1640 ± 0.003 مليار سنة، ويتألف من رواسب بحرية. ^{[ 2 ]} يشير الاكتشاف المبدئي لغاما كاروتين في الرواسب البحرية إلى بيئة إيوكسينية سابقة ، حيث كانت أعمدة المياه خالية من الأكسجين وغنية بالكبريتيد. ^{[ 2 ]} يُعد هذا الأمر مهمًا لإعادة بناء الظروف المحيطية القديمة، ولكن حتى الآن، لم يتم تحديد غاما كاروتين إلا بشكل محتمل في عينة واحدة تم قياسها.

γ-Carotene is a carotenoid, a class of pigments giving color to photosynthetic organisms. Specifically, γ-carotene may be derived from myxoxanthophyll found in cyanobacteria, Chlorobiaceae, and green non-sulfur bacteria (Chloroflexi).^[4][5] However, there are over 600 different carotenoids, each with different structures and formulas thus altering their absorption spectrum.^[6] In particular, Chromatiaceae lie between 1.5 and 24 meters deep into the water column with more than 75% of the microbial blooms occurring above 12 meters deep.^[7] Other carotenoids such as chlorobactane and isorenieratene are also biomarkers for the presence of green non-sulfur bacteria. These carotenoids are indicators of the past aquatic geochemical environment of their source water. In particular, γ-carotene is an indicator of the depth at which oxic conditions move towards anoxic conditions due to its relevance to green and purple sulfur bacteria which occupy the boundary layer.^[7] Green non-sulfur bacteria are known to produce 2,3,6-trimethylaryl isoprenoids which are unambiguous, thus permitting the deduction of past aquatic geochemical environments.^[8] In γ-carotene, the end group of lycopene produces a β-ring via a β-cyclase enzyme. The other end member is attributed to an open-chain ψ-end.^[9]

يمكن تعريف المؤشرات الحيوية بأنها البقايا الجزيئية للدهون والمكونات البيولوجية الأخرى. غالبًا ما تتحلل الدهون في البيئات الرسوبية إلى هياكل هيدروكربونية، حيث تبقى محفوظة في السجل الجيولوجي لفترات زمنية طويلة. ^{[ 10 ]} تُستخدم المؤشرات الحيوية التشخيصية تحديدًا لدراسة الظروف البيئية القديمة، مثل الملوحة ودرجة الحرارة وتوافر الأكسجين. في البيئات المائية التي تعيش فيها البكتيريا الخضراء غير الكبريتية، يُعاد تمعدن الكربون العضوي إلى ثاني أكسيد الكربون والماء، بحيث يترسب 0.1% منه في السجل الرسوبي في قاع الماء. ^{[ 11 ]} على الرغم من أن غاما كاروتين ليس المؤشر الحيوي التشخيصي للبكتيريا الخضراء غير الكبريتية، نظرًا لاكتشافه المبدئي فقط في بيئة طبيعية، إلا أنه يُعتبر مؤشرًا حيويًا للبكتيريا الخضراء والبنفسجية غير الكبريتية. على عكس بيتا كاروتين، الذي يوجد في مجموعة واسعة من السلالات في جميع نطاقات الحياة الثلاثة، يقتصر غاما كاروتين على عدد قليل جدًا من السلائف المحتملة. ^{[ 11 ]} تحتوي أجناس البكتيريا من عائلة Chromatiaceae على غاما كاروتين بعد عملية التحول الصخري ، والذي يتميز بهيكل كربوني فريد؛ لذلك، يمكن تحديد غاما كاروتين من خلال تقنيات القياس، وتحديدًا كروماتوغرافيا الغاز-مطياف الكتلة . في بعض الحالات، من الممكن التمييز بين مصادر مختلفة للواسم الحيوي باستخدام تقنيات تجزئة نظائر الكربون . ^{[ 11 ]}