湖泊水體微生物四醚膜脂化合物研究進展*

李婧婧，楊 歡，鄭峰峰，高 超，雷麗丹

(1：中國科學院南京地理與湖泊研究所湖泊與環境國家重點實驗室，南京 210008) (2：中國地質大學(武漢)生物地質與環境地質國家重點實驗室流域關鍵帶演化湖北省重點實驗室，武漢 430074) (3：南方科技大學海洋科學與工程系深圳古菌組學重點實驗室，深圳 518055) (4：西南大學巖溶環境重慶市重點實驗室，重慶 400715)

來源于微生物細胞膜脂的甘油二烷基甘油四醚(glycerol dialkyl glycerol tetraethers，GDGTs)，是一類對環境參數響應敏感的化合物，特別是溫度以及pH值，因此成為近年來古環境定量重建研究的熱點之一[1]. 根據生物來源、碳鏈結構以及立體構型等差異，GDGTs主要分為兩種類型，一類是來源于古菌的類異戊二烯GDGTs(isoprenoid GDGTs，簡稱isoGDGTs)，其碳骨架以類異戊二烯(—C5H12)為單元，并攜帶不同個數的五元環和六元環，甘油構型為2，3-二-O-酰基-sn-甘油結構(圖1)；另一類則是由細菌合成的支鏈GDGTs(branched GDGTs，簡稱brGDGTs)，碳骨架由攜帶不同個數甲基(—CH3)的C28烷基鏈組成，攜帶0 ～ 2個五元環，甘油構型為1，2-二-O-酰基-sn-甘油結構(圖1)[2]. 近10年來，隨著測試技術和分離手段的逐步優化，有別于傳統結構的四醚類化合物也被陸續鑒定，包括碳鏈上攜帶不同個數羥基(—OH)以及五元環的羥基GDGTs(hydroxy GDGTs，簡稱OH-GDGTs)[3](圖1)、兩條碳鏈以一個共價鍵聯接的甘油單烷基甘油四醚化合物(glycerol monoalkyl glycerol tetraethers，簡稱 GMGT，因結構形似H，也稱H-GDGTs)[4-5]. 此外，isoGDGTs以及brGDGTs的異構體(isomers)也被有效分離[6-7]，近年來對不同生境這些化合物的生物來源及其所蘊含環境信息的研究，已為古環境變遷以及定量重建研究提供了新基礎與新方法[8-10].

圖1 文中涉及的類異戊二烯isoGDGTs、羥基OH-GDGTs與支鏈brGDGTs的化學結構 (其中isoGDGTs以及OH-GDGTs的阿拉伯數字指示五元環個數；……