Мелвин Кэлвин

<

091513 0016 1 Мелвин Кэлвин Мелвин Кэлвин (Кальвин) родился 7 апреля 1911 г. в г. Сент-Пол (штат Миннесота, США). Здесь же он закончил Мичиганский горный технологический колледж и в 1931 г. стал бакалавром. В 1935 г. Кэлвин получил степень доктора философии Мичиганского университета, затем более года работал в Манчестерском университете (Англия) под руководством проф.
М. Полани, а в 1937 г. он переехал в Лос-Анжелес (США) и начал работать в Калифорнийском университете, где в 1941 г. стал ассистентом профессора, а в 1945 г. — профессором. С 1947 г. Кэлвин — директор Лоуренсовской радиационной лаборатории и профессор химии Калифорнийского университета, в котором оставался до 1961 г. В последние годы он работает
в университете в Миннесоте. В 1959 г. Кэлвин был избран иностранным членом Лондонского королевского общества.

Основные исследования- Кэлвина, за которые он был.удостоен Нобелевской премии 1961 г., посвящены механизму фотосинтеза—природному процессу, при котором под влиянием солнечной энергии земная растительность поглощает и превращает в органические вещества двуокись углерода. Множество достижений в этой области связано с именами нобелевских
лауреатов: А. Байера, Р. Вильштеттера, Дж. Франка, Г. Фишера, О. Варбурга, П. Каррера, Р. Куна. Однако комплекс вопросов, затронутых более 100 лет назад, был неясен даже в 1940-е гг. Каким путем СО2 и Н2О поступают в растения, каков механизм их превращений, в результате чего образуется кислород, углеводы, белки, жиры? Новый этап в исследовании фотосинтеза начался с открытия метода меченых атомов (Г. Хевеши, 1941).

<

Еще в начальной стадии своих биохимических исследований Кэлвин, С.Рубен и М. Д. Камен (1941) показали, что вода функционирует как донор водорода для восстановления СО2, и первичный фотохимический процесс фотосинтеза заключается в фотолизе молекулы воды, в результате которого получается кислород. Для получения чистого кислорода из воздуха Кэлвин в 1946 г. использовал комплекс кобальт-бис-салицил-альдегид-этилендиимин (салькомин), синтезированный П. Пфеффером в 1933 г. Кэлвин установил, что салькомин обладает способностью избирательно абсорбировать из воздуха кислород в количестве 4,9% от своего веса и выделять потом чистый газ при нагревании до 50—60°С. Далее, используя два новых метода — изотоп 14С в качестве радиоактивной метки и хроматографию на бумаге, Кэлвин установил последовательность фотосинтетического цикла («Цикла Кэлвина») — ассимиляции СО2 зелеными растениями, превращения его в органические вещества и последующего восстановления. В 1956 г. Кэлвин предложил классическую схему полного пути углерода в процессе фотосинтеза, заключающуюся в следующем. Присоединяясь к рибулозодифосфату (РДФ) зеленого растения, СО2 вступает в цикл ферментативных реакций. Образующееся нестойкое соединение С6 распадается на два осколка С3: 1) 3-фосфоглицериновая кислота (ФГК); 2) ФГК или триозофосфат. Во втором случае расщепление сопровождается восстановлением с помощью никотинамид-аденин-динуклеотидфосфата (НАДФ-Н2). ФГК восстанавливается с помощью НАДФ·Н2 и аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) — до фосфоглицеринового альдегида (ФГА), конденсация которого с фосфодиоксиацетоном дает фруктозу, затем сахарозу (выход из цикла). Синтез аминокислот происходит аминированием ФГК с последующим отщеплением фосфатной группы (серии), и аминированием фосфоенолпирувата,
образующегося из ФГК (аланин). Полученные таким образом фосфоглицериновые кислоты и углеводы участвуют в синтезе жиров.

Кэлвин также показал, что важной и характерной особенностью механизма восстановления СО2 является цикличность образования РДФ. Путем конденсаций, изомеризации и последующего расщепления триозофосфаты вновь образуют РДФ (при участии ФГА и седогептулозы; эритроза выходит из цикла). Один оборот цикла приводит к восстановлению одной молекулы СО2 и потреблению двух молекул НАДФ-Н2 и трех молекул АТФ. Хотя указанный Кэлвином путь превращения СО2 является основным для всех фотосинтезирующих растений соотношение скоростей образования углеводов, белков и жиров зависит от ряда условий: концентрации СО2, питания, наличия воды, спектрального состава солнечного света и т. п. Изучая влияние внешних факторов (температуры, света, величины парционального давления СО2 и О2) на фотосинтез, Кэлвин нашел (1955 г.), что образование РДФ обратно пропорционально образованию ФГК.

Такнм образом, Кэлвин построил модель превращения световой энергии в химическую. Почти одновременно он показал, какую Сольшую роль играет отложение фосфата пентозы не только в жизни растений, но и животных.

В последнее время интересы группы Кэлвина направлены на углубленное исследование основного механизма превращения световой энергии в химическую в зеленых растениях, а также на изучение вопросов происхождения и развития жизни на Земле, которыми он заинтересовался еще в 1950 г. В 1957 г. Кэлвин посетил Москву и участвовал в Международном симпозиуме по происхождению жизни. В 1971 г. в русском переводе
вышла книга М. Кэлвина «Химическая эволюция», в которой рассмотрена молекулярная эволюция, ведущая к возникновению живых систем на Земле и других планетах.

<

Комментирование закрыто.

WordPress: 20.72MB | MySQL:120 | 1,202sec