Современная химия




КАЛВИН (Calvin), Meлвин

калвин (calvin), meлвин

Американский химик-органик Мелвин Калвин (Кэлвин) родился в Сент-Поле (штат Миннесота), в семье Розы И. (Хервиц) Калвин и Элиаса Калвина. Его родители в свое время иммигрировали в США из России. Еще ребенком Калвин проявлял большую любознательность и любовь к учебе, а к одиннадцатому классу решил стать химиком. Семья переехала в Детройт (штат Мичиган), где Калвин учился в местной средней школе. Учитель физики Калвина высказывал опасение, что «его ученик никогда не станет ученым»: очень уж он поспешно делал выводы. Но Калвин, выиграв стипендию для обучения в Мичиганском колледже горного дела и технологии, в 1931 г. стал бакалавром естественных наук. Четыре года спустя за диссертацию на тему о сродстве к электрону йода и брома Миннесотский университет присудил ему докторскую степень по химии.

Поддержка Фонда Рокфеллера позволила Калвину после защиты докторской диссертации проводить исследования в Англии, в Манчестерском университете под руководством профессора физической химии Майкла Полани, отца Джона Ч. Полани. Здесь Калвин изучал парамагнитную конверсию водорода и каталитическую активность металлопорфиринов – сложных органических молекул, содержащих атомы металла, производными которых являются гемоглобин и хлорофилл. Возвратившись в 1937 г. в США, Калвин был назначен преподавателем химии Калифорнийского университета в Беркли, где занимался исследованием электронной природы окрашенных органических соединений под руководством химика Гилберта Н. Льюиса.

Во время второй мировой войны Калвин с 1941 по 1944 г. работал в Научно-исследовательском совете национальной обороны, а в 1944 – 1945 гг. принимал участие в Манхэттенском проекте. В этот период ученый разработал метод получения чистого кислорода из атмосферы для применения его в промышленном производстве, например при осуществлении сварки в тех местах, где невозможно достать кислород.

В 1945 г. Калвин вернулся в Беркли адъюнкт-профессором, а два года спустя стал полным профессором. В 1946 г. он был назначен руководителем группы биоорганической химии в радиационной лаборатории Лоуренса и занимал этот пост до 1980 г. Его научные интересы лежали в области фотосинтеза – сложного процесса, в ходе которого зеленые растения используют энергию солнечных лучей, вырабатывая углеводы и кислород из углекислого газа и воды. Несмотря на то что условия, необходимые для фотосинтеза, а также его конечные продукты были известны со времени их открытия в 1772 г. Джозефом Пристли, промежуточные реакции, которые осуществляются в ходе этого процесса, оставались неизвестными.

В распоряжении Калвина было два новых аналитических метода. Первый состоял в применении углерода-14, радиоактивного изотопа углерода, который, будучи ассимилирован растениями, мог быть легко обнаружен в органических соединениях. Калвин поместил диоксид углерода, содержащий углерод-14, в круглый сосуд из тонкого стекла (названный леденцом из-за его формы), который был наполнен зелеными морскими водорослями Chlorella pirenoidosa, находящимися во взвешенном состоянии. Сосуд был освещен, поэтому водоросли и меченые атомы диоксида углерода, взаимодействуя, образовывали соединения, участвующие в фотосинтезе.

Для идентификации меченых атомов Калвин применил другой метод – бумажной хроматографии. При этом методе, разработанном Арчером Мартином и Ричардом Сингом, разделение компонентов в смеси происходит благодаря тому, что они по-разному перемещаются растворителями вдоль полоски фильтровальной бумаги. Каждый компонент образует пятно на соответствующем месте этой полоски, которое затем можно сравнить с распределением пятен, оставленных известными химическими реагентами. Чтобы установить пятна, содержащие меченые атомы углерода, хроматография применяется наряду с рентгеновской пленкой, которая темнеет в присутствии любого радиоактивного излучения. «К сожалению, на этой бумаге, как правило, не отпечатываются названия соединений, – вспоминал позднее Калвин, – и наша первоначальная утомительная работа в течение 10 лет заключалась в том, чтобы тщательно метить эти потемневшие места на пленке».

Благодаря этой работе Калвин и его помощники установили, что диоксид углерода сначала реагирует с дифосфатом рибулозы (соединением, молекула которого содержит 5 атомов углерода) с образованием фосфоглицериновой кислоты, которая в процессе серии реакций превращается в фруктозо-6-фосфат и глюкозо-6-фосфат. Стадии превращения диоксида углерода в углеводы, названные циклом Калвина, осуществляются в хлоропластах – высокоорганизованных внутриклеточных органоидах растительных клеток. Цикл Калвина, в который входят «темные» реакции фотосинтеза, осуществляется благодаря таким высокоэнергетическим соединениям, как аденозинтрифосфорная кислота и восстановленный фосфат-никотин-амидаденин-динуклеотид, генерируемым в «светлых» реакциях, в ходе которых свет поглощается молекулами хлорофилла. С помощью радиоактивных изотопов Калвин также проследил путь кислорода в реакциях фотосинтеза.

В 1961 г. Калвину была присуждена Нобелевская премия по химии «за исследование усвоения двуокиси углерода растениями». Хотя Калвин получил Нобелевскую премию по химии, его работа отличается взаимодействием научных дисциплин в подходе к химии, биологии и физике, и он подчеркнул важность этого аспекта в своей Нобелевской лекции: «Химическая биодинамика, подразумевающая объединение многих научных дисциплин, еще сыграет роль в решении этой проблемы [проблемы, объясняющей механизм участия хлорофилла в преобразовании энергии света] так же, как в свое время она способствовала прояснению углеродного цикла. Можно ожидать, что она будет занимать все более значительное место в понимании динамики развития живых организмов на молекулярном уровне».

В 1963 г. Калвин был назначен профессором молекулярной биологии Калифорнийского университета в Беркли, а через 8 лет – профессором химии. С 1960 по 1980 г. он работал заведующим лабораторией химической биодинамики, где проводились научные исследования по таким темам, как фотосинтез и превращение солнечной энергии, радиационная химия, химия мозга, молекулярные основы знаний и происхождение жизни на Земле. С помощью циклотрона Калвин облучал атомы диоксида углерода и водорода, которые превращались в молекулы аминокислот и аденина; последний является составной частью одной из нуклеиновых кислот. Обнаружив меченые атомы органических веществ в метеоритах, он предположил возможность существования жизни где-то еще в Солнечной системе.

Ученый принимает участие в работе многих национальных и международных комитетов, которые занимаются проблемами мирного использования атомной энергии, молекулярной биопсии, политикой в области науки и национальной политики, а также биокосмонавтикой. Он работал консультантом в Национальном управлении по аэронавтике и использованию космического пространства.

В 1942 г. Калвин женился на Мари Женевьеве Жемтегаард, сотруднице патронажной организации. У супругов две дочери и сын. Калвин – обладатель многих почетных степеней. Он был награжден медалью Дэви Лондонского королевского общества (1964), медалью Пристли Американского химического общества (1978), золотой медалью Американского института химиков (1978) и премией Оуэспера Американского химического общества (1981). Калвин являлся членом Лондонского королевского общества, Нидерландской академии наук, Американского философского общества, американской Национальной академии наук и Американского химического общества (президентом которого он был в 1971 г.).

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Новинки полимеров:

НОВЫЕ РАЗРАБОТКИ LANXESS в области БУТИЛОВЫХ КАУЧУКОВ

News image

Более 80 процентов синтетического каучука из группы бутиловых каучуков, производимого во всем мире, используется в производстве автомобильных шин. Б...

НОВЫЕ АНТИПРИГАРНЫЕ ПОКРЫТИЯ TEFLON

News image

Покрытия, в основу которых положена запатентованная технология, первыми в своей отрасли получили допуск к контакту с пищевыми продуктами. Производит...

КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В ГОРНОЙ ДОБЫЧЕ

News image

Руда добывается либо подземной проходкой выработки по породе, либо же снятием слоя за слоем почвы и прохождением сквозь горные породы с помощью техн...

НОВЫЕ ДОБАВКИ LANXESS ДЛЯ ШИННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

News image

ДФГ широко используется в производстве топливосберегающих силиконовых шин, но не подходит для комбинации с силанами, такими как Si 363. Более того, ...

Новые продукты оргсинтеза:

ЯБЛОЧНАЯ КИСЛОТА: свойства и применение

News image

D-яблочная кислота – бесцветные кристаллы, t пл. 130,8 °С; растворимость (г в 100 г растворителя): в воде – 144 (при 26 °С), 411 (при 79 °С), в этаноле – 35,9 (при 20 °С), в диэтиловом эфире – 0,6 (...

ИСЧЕЗАЮЩАЯ НАНО-СТРОКА

News image

Буквы на этой чашке исчезают по мере наливания внутрь неё горячего напитка. Существуют множество других похожих разработок. Так нужно ли пятое колесо , созданное с помощью столь популярных нанотехн...

ГЛИОКСАЛЕВАЯ КИСЛОТА: свойства и применение

News image

Глиоксалевая кислота есть первый член в ряду альдегидокислот, который представляется единственной возможной α-альдегидокислотой. Эту кислоту удалось получить лишь в виде гидрата с одной моле...

Авторизация



YOU ARE HERE: Главная - Великие химики - КАЛВИН (Calvin), Meлвин

Великие химики:

БАРТОН (Barton), Дерек

News image

Английский химик Дерек Харолд Ричард Бартон родился в Грейвзенде, на берегу Темзы, неподалеку от Лондона, в семье Уильямса Томаса Бартона и Мод (Хен...

ЖОЛИО-КЮРИ (Joliot-Curie), Ирен

News image

Французский физик Ирен Жолио-Кюри родилась в Париже. Она была старшей из двух дочерей Пьера Кюри и Марии Склодовской-Кюри. Мари Кюри впервые получил...

Институты химии:

Институт катализа им. Г.К. Борескова

News image

Институт катализа был основан в 1958 году в составе Сибирского отделения Академии наук СССР. Создателем и первым директором Института вплоть до 1984...

Институт органической химии РАН

News image

Институт органической химии РАН был образован 23 февраля 1934 г. путем объединения нескольких лабораторий ведущих отечественных научных школ академи...