Melvin Calvin, (s. 8.4.1911, St. Paul, Minnesota, USA – kuollut 8.1.1997, Berkeley, Kalifornia), yhdysvaltalainen biokemisti, jolle myönnettiin vuonna 1961 kemian Nobel-palkinto fotosynteesin kemiallisten kulkureittien löytämisestä.

Calvin oli maahanmuuttajavanhempien poika. Hänen isänsä oli kotoisin Kalvariasta, Liettuasta, joten Ellis Islandin maahanmuuttoviranomaiset nimesivät hänet uudelleen Calviniksi; hänen äitinsä oli kotoisin Venäjän Georgiasta. Pian hänen syntymänsä jälkeen perhe muutti Detroitiin, Michiganiin, jossa Calvin osoitti varhain kiinnostusta luonnontieteisiin, erityisesti kemiaan ja fysiikkaan. Vuonna 1927 hän sai täyden stipendin Houghtonissa sijaitsevaan Michigan College of Mining and Technology -korkeakouluun (nykyinen Michiganin teknillinen yliopisto), jossa hän oli koulun ensimmäinen kemian pääaineopiskelija. Kemian kursseja oli tarjolla vain vähän, joten hän kirjoittautui mineralogian, geologian, paleontologian ja rakennustekniikan kursseille, jotka kaikki osoittautuivat hyödyllisiksi hänen myöhemmässä monitieteisessä tieteellisessä tutkimuksessaan. Kakkosvuoden jälkeen hän keskeytti opintonsa vuodeksi ja ansaitsi rahaa analyytikkona messinkitehtaalla.

Calvin suoritti kandidaatin tutkinnon vuonna 1931, minkä jälkeen hän opiskeli Minnesotan yliopistossa Minneapolisissa, josta hän väitteli tohtoriksi vuonna 1935 väitöskirjallaan halogeeniatomien elektroniaffiniteetista. Rockefeller-säätiön apurahan turvin hän tutki koordinaatiokatalyysiä, molekulaarisen vedyn aktivointia ja metalloporfyriinejä (porfyriini- ja metalliyhdisteitä) Manchesterin yliopistossa Englannissa Michael Polanyin kanssa, joka tutustutti hänet tieteidenväliseen lähestymistapaan. Vuonna 1937 Calvin liittyi Berkeleyn Kalifornian yliopiston tiedekuntaan opettajaksi. (Hän oli ensimmäinen muualla koulutettu kemisti, joka palkattiin kouluun sitten vuoden 1912). Hän nousi urallaan koulun Lawrencen säteilylaboratorion (nykyinen Lawrence Livermoren kansallinen laboratorio) bioorgaanisen kemian ryhmän johtajaksi (1946), kemiallisen biodynamiikan laboratorion johtajaksi (1963), Lawrence Livermoren apulaisjohtajaksi (1967) ja yliopiston kemian professoriksi (1971).

Berkeleyssä Calvin jatkoi työtään vetyjen aktivoitumisen parissa ja aloitti työnsä orgaanisten yhdisteiden värin parissa, mikä johti orgaanisten molekyylien elektronirakenteen tutkimiseen. 1940-luvun alussa hän työskenteli molekyyligenetiikan parissa ja esitti, että vetysidokset osallistuvat nukleiinihappoemästen pinoutumiseen kromosomeissa. Toisen maailmansodan aikana hän työskenteli kobolttikompleksien parissa, jotka sitoutuvat käänteisesti hapen kanssa tuottaakseen hapentuotantolaitteita sukellusveneisiin tai hävittäjiin. Manhattan-projektissa hän käytti kelaatiota ja liuotinuuttoa plutoniumin eristämiseksi ja puhdistamiseksi muista säteilytetyn uraanin fissiotuotteista. Vaikka hänen tekniikkaansa ei ehditty kehittää sota-aikaiseen käyttöön, sitä käytettiin myöhemmin laboratorioerotuksissa.

Tilaa Britannica Premium -tilaus ja saat käyttöösi yksinoikeudella tuotettua sisältöä. Tilaa nyt

Vuonna 1942 Calvin avioitui Genevieve Jemtegaardin kanssa, ja bestmanina toimi myöhempi kemian Nobel-palkittu Glenn T. Seaborg. Aviopari teki yhteistyötä tieteidenvälisessä hankkeessa, jossa tutkittiin Rh-veriryhmäjärjestelmän kemiallisia tekijöitä. Genevieve oli nuoriso-ohjaaja, mutta Calvinin omaelämäkerran mukaan ”hän vietti suuren osan ajasta laboratoriossa työskennellen antigeenisen materiaalin parissa. Tämä oli hänen ensimmäinen kemiallinen laboratoriokokemuksensa, mutta ei suinkaan viimeinen.” Yhdessä he auttoivat määrittämään yhden Rh-antigeenin rakenteen, jonka he nimesivät elininiksi tyttärensä Elinin mukaan. Vuoden 1973 arabien ja Israelin sodan jälkeisen öljysulun jälkeen he etsivät sopivia kasveja, esimerkiksi Euphorbia-suvun kasveja, joilla aurinkoenergiaa voitaisiin muuntaa polttoaineeksi soveltuviksi hiilivedyiksi, mutta hanke ei ollut taloudellisesti kannattava.

Vuonna 1946 Calvin aloitti Nobel-palkitun työnsä fotosynteesistä. Lisättyään hiilidioksidia, jossa oli pieniä määriä radioaktiivista hiili-14:tä, yksisoluisen Chlorella pyrenoidosa -viherlevän valaistuun suspensioon hän pysäytti levän kasvun eri vaiheissa ja käytti paperikromatografiaa radioaktiivisten yhdisteiden pienien määrien eristämiseen ja tunnistamiseen. Näin hän pystyi tunnistamaan useimmat kemialliset reaktiot fotosynteesin välivaiheissa – prosessissa, jossa hiilidioksidi muutetaan hiilihydraateiksi. Hän löysi ”Calvinin syklin”, jossa ”pimeän” fotosynteesin reaktioita vauhdittavat yhdisteet, jotka syntyvät ”vaaleissa” reaktioissa, jotka tapahtuvat valon absorboituessa klorofylliin hapen tuottamiseksi. Hän seurasi myös isotooppisten merkkiainetekniikoiden avulla hapen kulkua fotosynteesissä. Tämä oli ensimmäinen hiili-14-merkkiaineen käyttö kemiallisen reitin selittämiseksi.

Calvinin sykli
Calvinin sykli

Hiilidioksidin sidonnan ja pelkistämisen reitti fotosynteesissä, Calvinin sykli. Kaavio esittää yhtä täydellistä kierrosta syklissä, jolloin nettotuotanto on yksi molekyyli glyseraldehydi-3-fosfaattia (Gal3P). Tämä kolmihiilinen sokerifosfaatti muunnetaan yleensä joko sakkaroosiksi tai tärkkelykseksi.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Calvinin tutkimustyöhön kuului myös porfyriinien elektronista, fotoelektronista ja fotokemiallista käyttäytymistä; kemiallista evoluutiota ja orgaanista geokemiaa, mukaan lukien kuun kivien orgaaniset ainesosat USA:lle. National Aeronautics and Space Administration (NASA); vapaita radikaalireaktioita; deuteriumin (”raskaan vedyn”) vaikutusta biokemiallisiin reaktioihin; kemiallista ja virusperäistä karsinogeneesiä; keinotekoista fotosynteesiä (”synteettisiä kloroplasteja”); säteilyn kemiaa; oppimisen biokemiaa; aivojen kemiaa; tieteenfilosofiaa; ja elämän syntyyn johtavia prosesseja.

Calvinin bioorgaaninen ryhmä tarvitsi lopulta enemmän tilaa, joten hän suunnitteli uuden kemiallisen biodynamiikan laboratorion (”Roundhouse” tai ”Calvinin karuselli”). Tämä pyöreä rakennus sisälsi avoimia laboratorioita ja lukuisia ikkunoita mutta vain vähän seiniä edistääkseen tieteidenvälistä vuorovaikutusta, jota hän oli harjoittanut fotosynteesiryhmänsä kanssa vanhassa säteilylaboratoriossa. Hän johti tätä laboratoriota aina pakolliseen eläkeikäänsä asti vuonna 1980, jolloin se nimettiin uudelleen Melvin Calvinin laboratorioksi. Vaikka hän oli virallisesti eläkkeellä, hän kävi toimistossaan vuoteen 1996 asti työskentelemässä pienen tutkimusryhmän kanssa.

Calvin oli yli 600 artikkelin ja 7 kirjan kirjoittaja, ja hän sai useita kunniatohtorin arvonimiä yhdysvaltalaisista ja ulkomaisista yliopistoista. Hänen lukuisiin palkintoihinsa kuuluivat muun muassa Priestley Medal (1978), American Chemical Societyn korkein palkinto, ja Yhdysvaltain National Medal of Science (1989), Yhdysvaltain korkein tieteellinen siviilipalkinto.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.