понеделник, октомври 14, 2019

Нобелови лауреати – 1961 година

Мелвин Елис Калвин (Melvin Ellis Calvin)

8 април 1911 г. – 8 януари 1997 г.

Нобелова награда за химия

(За изследванията му, свързани с усвояването на въглеродния двуокис от растенията.)

Американският химик-органик Мелвин Калвин е роден в Сейнт Пол (щат Минесота) в семейството на Роза (Хервиц) Калвин и Елиас Калвин. Родителите му са имигранти от Русия. Още като дете Калвин проявява любознателност и любов към ученето, а в единадесети клас решава да стане химик. Семейството се мести в Детройт (щат Мичиган), където Калвин учи в местното средно училище. Учителят му по физика изказва опасението си, че “неговият ученик никога няма да стане учен”: прекалено прибързано прави изводи. Но Калвин, като печели стипендия за обучение Мичиганския колеж по минно дело и технологии, става през 1931 г. Бакалавър по природни науки. Четири години по-късно за дисертация, разглеждаща сродството на електроните на йода и брома, Минесотският университет му присъжда докторска степен по химия.

Подкрепа от фонда “Рокфелер” позволява на Калвин след защитата на докторската си дисертация да прави изследвания в Англия, в Манчестърския университет под ръководството на професора по физическа химия Майкъл Полани, баща Джон Ч. Полани.. Там Калвин изучава парамагнитната конверсия на водорода и каталитичната активност на металопорфирините – сложни органични молекули, съдържащи метални атоми, чиито производни са хемоглобинът и хлорофилът. След завръщането си в САЩ през 1937 г. Калвин е назначен за преподавател по химия в Калифорнийския университет в Бълкли, където се занимава с изследване на електронната природа на оцветените органични съединения под ръководството на химика Гилбърт Н. Луис.

По време на Втората световна война от 1941 до 1944 г. Калвин работи в Научно-изследователския съвет за национална отбрана, а през 1944-1945 г. участва в Манхатънския проект. През този период ученият разработва метод за получаване на чист кислород от атмосферата за използването му в промишленото производство, например при заваряване на места, където не може да се достави кислород.

През 1945 г. Калвин се връща в Бъркли като адюнкт-професор, а две години по-късно става редовен професор. През 1946 г. е назначен за ръководител на групата по биоорганична химия в радиационната лаборатория на Лорънс и заема този пост до 1980 г. Научните му интереси лежат в областта на фотосинтезата – сложен процес, при който зелените растения използват енергията на слънчевите лъчи за производство на въглехидрати и кислород от въглероден двуокис и вода. Въпреки че условията, необходими за фотосинтезата, а също така нейните крайни продукти са известни още от времето на откриването им през 1772 г. от Джоузеф Пристли, междинните реакции, които протичат в хода на този процеса са все още неизвестни.

Калвин разполага с два нови аналитични метода. Първият се състои в използването на въглерод-14, радиоактивен изотоп на въглерода, който, асимилиран от растенията, може да бъде открит лесно в органичните съединения. Калвин помества въглероден двуокис, съдържащ въглерод-14, в кръгъл съд от тънко стъкло, който е пълен със зелени морски водорасли Chlorella pirenoidosa. Съдът е осветен, поради което водораслите и белязаните атоми на въглеродния двуокис, взаимодействайки, образуват съединения, участващи във фотосинтезата.

За идентифицирането на белязаните атоми Калвин използва друг метод – хартиена хроматография. При този метод, разработен от Арчър Мартин и Ричард Синг, разделянето на компонентите в смесите става благодарение на това, че тези компоненти се движат различно в разтворители по лента от филтърна хартия. Всеки компонент образува петно на съответно място от лентата, което след това може да се сравни с разпределението на петната, оставени от известни химически реагенти. За да се установят петната, съдържащи белязани въглеродни атоми, хроматографията се използва заедно с рентгенова плака, която потъмнява от присъствието на всяко радиоактивно излъчване. „За съжаление, върху хартията, по правило, не се отпечатват имената на съединенията – спомня си по-късно Калвин – и нашата първоначална уморителна работа в продължение на десет години се състоеше в това да отбелязваме старателно потъмнелите места върху плаката“.

Благодарение на тази своя дейност Калвин и неговите помощници установяват, че въглеродният двуокис реагира отначало с рибулозен дифосфат (съединение, съдържащо пет атома въглерод), като се образува фосфоглицеринова киселина, която в процеса на серия реакции се превръща във фруктозо-6-фосфат и глюкозо-6-фосфат. Стадиите, при които въглеродният двуокис се превръща във въглеводороди, наречени цикъл на Калвин, се осъществяват в хлоропластите – високоорганизирани органоиди в растителните клетки. Цикълът на Калвин, който включва и „тъмните“ реакции на фотосинтезата, се осъществява благодарение на високоенергетични съединения като аденозинтрифосфорната киселина и като възстановения фосфат-никотин-амидаденин-динуклеотид, който се генерира при „светлите“ реакции, в процеса на които светлината се поглъща от молекулите на хлорофила. С помощта на радиоактивните изотопи Калвин проследява също така пътя на кислорода при фотосинтезата.

През 1963 г. Калвин е назначен за професор по молекулярна биология в Калифорнийския университет в Бъркли, а след осем години – за професор по химия. От 1969 до 1980 г. той завежда лабораторията по химическа биодинамика, където се провеждат изследвания, свързани с фотосинтезата и преобразуването на слънчевата енергия, с радиационната химия, с химията на мозъка, с молекулярните основи на произхода на земния живот. С помощта на циклотрон Калвин облъчва атоми на въглероден двуокис и водород, които се превръщат в молекули на аминокиселини и аденин; аденинът е съставна част на една от нуклеиновите киселини. Като открива белязани атоми на органични вещества в метеоритите, той предполага, че може да съществува живот и на други места в Слънчевата система.

Ученият участва в работата на много национални и международни комитети, които се занимават с проблемите на мирното използване на атомната енергия, на молекулярната биопсия, на политиката в областта на науката и националната политика, а също така на биокосмонавтиката. Той работи като консултант в Националното управление по аеронавтика и използване на космическото пространство.

През 1942 г. Калвин се жени за Мари Женевиев Жемтегаард, сътрудничка на патронажна организация. Семейството има две дъщери и син.

Калвин има много почетни степени. Награден е с медала Дейви на Лондонското кралско дружество (1964 г.), с медала Пристли на Американското химическо дружество (1978 г.), със златния медал на Американския институт на химиците (1978 г.) и с наградата Уеспър на Американското химическо дружество (1981 г.). Член е на Лондонското кралско дружество, на Нидерландската академия на науките, на Американското философско дружество, на американската Национална академия на науките и на Американското химическо дружество (чийто президент е през 1971 г.).

Превод от руски: Павел Б. Николов

Няма коментари:

Публикуване на коментар

Анонимни потребители не могат да коментират. Простащини от всякакъв род ги режа като зрели круши! На коментари отговарям рядко поради липса на време за влизане във виртуален разговор, а не от неучтивост. Благодаря за разбирането.