Melvin Calvin

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 Dunkelreaktionen der Fotosynthese aufzuklären.

Melvin Calvin

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 radioaktive Markierung von Atomen bzw. Molekülen.

Zunächst setzte Calvin Grünalgen der Gattungen Chlorella und Scenedesmus in eine Lösung, die das radioaktive Isotop des Kohlenstoffes [$^{14}\mathrm {C}$], welches $\beta$-Strahlung aussandte, in Form von Kohlenstoffdioxid [$^{14}\mathrm {CO} _{2}$] enthielt. Die Algen wurden beleuchtet und betrieben Fotosynthese, wobei sie $^{14}\mathrm {CO} _{2}$ 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, so wird davon ausgegangen, dass diese Stoffe identisch sind.

Nachdem Calvin 12 verschiedene chemische Verbindungen gefunden hatte, ging es daran die Reihenfolge deren 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;$\mathrm {C} _{3}$-Körper).

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

Als letztes Reaktionsprodukt entstand der Zucker Ribulosebiphosphat (auch Ribulosebisphosphat oder Ribulosediphosphat, ein Molekül mit fünf C-Atomen; $\mathrm {C} _{5}$-Körper).

Verbindet sich dieser $\mathrm {C} _{5}$-Körper mit einem $\mathrm {CO} _{2}$-Molekül so entsteht dabei ein $\mathrm {C} _{6}$-Körper, der aufgrund seiner Instabilität in zwei $\mathrm {C} _{3}$-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.

Seine Eltern kamen aus Russland. 1942 heiratete er Genevieve Jemtegaard.

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

• Vorlage:PND
• 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