Melvin Calvin

Melvin Calvin (1962)

Melvin Calvin (* 8. April 1911 in Saint Paul, Minnesota; † 8. Januar 1997 in Berkeley, Kalifornien) war ein US-amerikanischer Chemiker, Biochemiker und Nobelpreisträger, dem es nach dem Zweiten Weltkrieg gelang, die Sekundärreaktion der Fotosynthese aufzuklären.

Die Entdeckung des Calvin-Zyklus

Er ermittelte mit seiner Arbeitsgruppe an der University of California in Berkeley, wie Pflanzen CO₂ fixieren und welche biochemischen Reaktionen dabei ablaufen. Zur Aufklärung dieser Prozesse nutzte er die Markierung von Molekülen mit radioaktiven Atomen.^[1]

Zunächst setzte Calvin Grünalgen der Gattungen Chlorella und Scenedesmus in eine Lösung, die das radioaktive Isotop des Kohlenstoffes [$ ^{14}\mathrm {C} $], welches Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \beta -Strahlung aussandte, in Form von Kohlenstoffdioxid [Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): ^{14}\mathrm{CO}_2 ] enthielt. Die Algen wurden beleuchtet und betrieben Fotosynthese, wobei sie Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): ^{14}\mathrm{CO}_2 aufnahmen. Nach der Belichtungszeit wurden sie in heißem Alkohol abgetötet und deren Zellinhaltsstoffe herausgelöst. Anschließend erfolgte eine Trennung dieser Stoffe durch Papierchromatographie. Da die von Calvin gesuchten Stoffe farblos waren, legte er sein Chromatogramm auf einen Röntgenfilm, der durch radioaktive Strahlung des Kohlenstoffisotops schwarz gefärbt wurde. Um die Stoffe zu identifizieren, wurde eine Vergleichschromatographie vorgenommen. Nehmen dabei ein bekannter und ein unbekannter Stoff die gleiche Position im Chromatogramm ein, geht man davon aus, dass diese Stoffe identisch sind.

Nachdem Calvin zwölf verschiedene chemische Verbindungen gefunden hatte, ging er daran, die Reihenfolge ihrer Synthese herauszufinden.

Er versetzte wieder eine Lösung mit radioaktivem Kohlenstoffdioxid, belichtete seine Algen jedoch unterschiedlich lange. Nach wenigen Sekunden Belichtungszeit entstand nur ein einziger radioaktiver Stoff: Glycerinsäurephosphat (ein Molekül mit drei C-Atomen;Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \mathrm{C}_3 -Körper).

Die weitere Abfolge der Stoffe sowie deren Strukturformeln sind unter Calvin-Zyklus zu finden.

Als letztes Reaktionsprodukt entstand Ribulosebiphosphat (auch Ribulosebisphosphat oder Ribulosediphosphat, ein Molekül mit fünf C-Atomen; Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \mathrm{C}_5 -Körper).

Verbindet sich dieser Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \mathrm{C}_5 -Körper mit einem Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \mathrm{CO}_2 -Molekül, so entsteht dabei ein $ \mathrm {C} _{6} $-Körper, der aufgrund seiner Instabilität in zwei Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \mathrm{C}_3 -Körper zerfällt, die als erster radioaktiver Stoff nachzuweisen waren.

Calvin schloss aus den Ergebnissen seiner Experimente, dass es sich um einen Kreisprozess handeln musste, der später ihm zu Ehren „Calvin-Zyklus“ genannt wurde. 1961 erhielt er für seine Arbeiten schließlich den Nobelpreis für Chemie.

Im November 1961 war Melvin Calvin Teilnehmer der ersten SETI-Konferenz am Green-Bank-Observatorium.^[2][3]

Privates

Seine Eltern waren russische Juden.^[4] 1942 heiratete er Genevieve Jemtegaard.Sie hatten zusammen zwei Töchter, Elin und Karole, sowie einen Sohn, Noel.

Literatur

• Melvin Calvin: Following the trail of light - a scientific Odyssey. American Chemical Soc., Washington 1992, ISBN 0-8412-1829-3.
• Melvin Calvin: Chemical evolution - molecular evolution towards the origin of living systems on the earth and elsewhere. Clarendon Press, Oxford 1969

Weblinks

Commons: Melvin Calvin – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

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• Literatur von und über Melvin Calvin im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek
• Informationen der Nobelstiftung zur Preisverleihung 1961 an Melvin Calvin (englisch)
• Melvin Calvin, Who Unraveled the Secrets of Photosynthesis, Dies
• Melvin Calvin Dies at 85; Biochemist Won Nobel Prize. In: The New York Times. 10. Januar 1997 (Nachruf)
• BIOGRAPHICAL MEMOIRS The National Academies Press

Einzelnachweise