Арнон, Даниэль

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Даниэль Арнон Израиль
Danieli Arnon
Дата рождения:

14 ноября 1910({{padleft:1910|4|0}}-{{padleft:11|2|0}}-{{padleft:14|2|0}})

Место рождения:

Варшава, Польша

Дата смерти:

20 декабря 1994({{padleft:1994|4|0}}-{{padleft:12|2|0}}-{{padleft:20|2|0}}) (84 года)

Место смерти:

Калифорния, США

Страна:

Flag of the United States.svg США

Научная сфера:

биохимия, физиология, микробиология

Даниэ́ль Арнон Изра́иль (англ. Danieli Arnon; 14 ноября 1910(19101114), Варшава, Польша — 20 декабря 1994, Калифорния, США) — американский биохимик и физиолог растений. Установил, что фередоксин, является универсальной частью фотосинтетического аппарата. В 1954 году обнаружил фотосинтетическое фосфорилирование. Вместе с Деннисом Хоэглэндем доказали важность молибдена и ванадия для роста растений и зеленых морских водорослей. За свои достижения и большой вклад в химию был награжден множеством премий в области науки.

Юность и образование[править | править вики-текст]

Даниэль Арнон родился в Варшаве, 14 ноября 1910 года. Он был старшим из четырех сыновей. Семья жила в Варшаве, но проводила лето на ферме, где молодой Даниэль заинтересовался растениями и сельским хозяйством. Он был очень одаренным и рано начал учиться. Начав посещать частную библиотеку, молодой человек поразил библиотекаря, часто читая по четыре книги в день. Арнон много занимался спортом, особенно футболом. Его отец был оптовиком, после Первой Мировой Войны он потерял свой бизнес и стал агентом по закупкам. После Первой Мировой Войны наступил страшный голод, из-за чего Арнон был привлечен к сельскохозяйственным работам. В 18 лет он переехал в Калифорнию. В начале, Арнон учился в местном сельскохозяйственном колледже Чэффей[en] в Онтарио, где работал в апельсиновых садах южной Калифорнии. После года обучения молодой человек перешел в Беркли. Он зарабатывал себе на жизнь случайными заработками, такими как садоводство и работа на фермах. С раннего возраста Арнон привык к тяжелой работе. Он добровольно ушёл в армию во время Второй Мировой Войны и стал майором в армейском воздушном корпусе, где продолжал свою работу над культурой питательных веществ растений. Военная служба воспитала в нем самодисциплину и организованность.

Карьера в Беркли[править | править вики-текст]

Всю свою жизнь Арнон работал в Калифорнийском университете в Беркли. Он получил степень бакалавра в 1932 году, доктора философии в 1936 под руководством профессора Денниса Р. Хоэглэнда. Результатом их исследования стала формула для питательного раствора (известная как раствор Хоэглэнда), который до сих пор используется во всем мире для выращивания растений.

В своей работе Арнон следовал двум основным принципам: многократное повторение и разработка простых экспериментов. Каждую неделю в университете Беркли проводился научный семинар, в котором активно участвовал Арнон.

Арнон внес большой вклад в создание учебника по биологии для средней школы, в котором написал четыре главы по развитию процессов жизнедеятельности. Впоследствии этот учебник широко использовался в американских школах.

У Арнона было относительно немного аспирантов. Многие из них были из Европы и Японии. Арнон думал, что идеальным было бы иметь одного аспиранта и, возможно, трех или четырех научных сотрудников. В его лаборатории никогда не работало более 20 человек. Большая часть студентов и научных сотрудников, обучаемых в лаборатории, впоследствии приобрели национальную или международную известность. Большинство из них стали близкими друзьями Арнона.

В 1961 году ученый организовал кафедру физиологии клетки, где многие годы велись исследования по фотосинтезу и азотофиксации.

Научная деятельность[править | править вики-текст]

Минеральное питание растений (1936-1950 годы)[править | править вики-текст]

Его работа с Хоэглэндем принесла Арнону межнациональное признание. В первой части его профессиональной карьеры Арнон и его коллеги доказали важность молибдена[1] для роста растений и ванадия для роста зеленых морских водорослей. Эти результаты привели к продвижению в исследованиях азотофиксации, в которых оба элемента играли важную роль. Было продемонстрировано, что хлоропласты используют энергию солнечного света для произведения аденозинтрифосфата (ATФ). Исследование молибдена позже нашло агрономическое применение: добавление небольшого количества молибдена к поврежденным почвам восстанавливало урожайность и резко увеличило урожаи во многих областях мира, особенно в Австралии.

Период фотосинтеза (1951-1978 годы)[править | править вики-текст]

Работая над питанием растений, Арнон изучал фотосинтез и в 1954 году обнаружил фотосинтетическое фосфорилирование. Он продемонстрировал, что хлоропласты используют энергию солнечного света для произведения аденозинтрифосфата (ATФ) — универсального носителя энергии живых клеток. Арнон открыл циклический тип фотофосфорилирования[2], в котором ATФ — единственный продукт энергетического преобразования, и нециклический тип, в котором формирование ATФ сопровождается освобождением кислорода[3] и генерацией восстановителя (снижение пиридиновых нуклеотидов, или НАДФН). Арнон был первым, кто провел полный фотосинтез вне живой клетки. Это открытие стало началом новой эпохи в фотосинтезе и сделало возможным создание систем, которые регулируют усвоение углекислого газа и путей биосинтеза основных клеточных продуктов. Несмотря на это, открытия Арнона оставались в течение многих лет или не принятыми или непонятными. В 1962 году[4] Арнон показал, что фередоксин является универсальной частью фотосинтетического аппарата. Он доказал, что фередоксин связан с формированием ATФ как катализатор циклического и нециклического фотофосфорилирования. Благодаря этой работе, зеленые морские водоросли, содержащие гидрогеназу, начали использовать для производства водородного газа для энергоснабжения. Расширение нециклических экспериментов по фотофосфорилированию[5] показало, что фередоксин может также катализировать псевдоциклическое фотофосфорилирование. Также Арнон открыл новые виды фередоксинов[6] - функционально связанных белков у гетерофобных аэробных бактерий. В дальнейших исследованиях он и его коллеги обнаружили новый путь фотосинтетической ассимиляции[7] углекислого газа у бактерий в результате возвращающего углекислотного цикла (обратный цикл трикарбоновых кислот).

В 1970-х Арнон выполнил обширную работу с цитохромом хлоропластов и цианобактерий. Эти усилия помогли обнаружить изменение абсорбции при 550 нм, как было позже показано, из-за акцептора кислорода выделенной фотосистемы (фотосистема II). Выявление хлоропластов[8] в мембранных железо-серных белках в Беркли и других местах вскоре способствовало появлению новой области исследований[9], которые привели к более глубокому пониманию процессов транспорта электронов[10] в кислородном фотосинтезе.

Последний период жизни[править | править вики-текст]

До выхода на пенсию лаборатория Арнона хорошо финансировалась: он гордился тем, что эксперименты никогда не откладывались из-за нехватки денег. Особенно ученый был благодарен за поддержку, которую он получил от национального института здоровья (его первый заочный грант), американского флота (фонды для большого оборудования) и фонда Чарльза Ф. Кеттеринга.

После выхода на пенсию в 1978 году и до конца жизни Арнон продолжал заниматься исследованиями и ежедневно писал. За последние десять лет своей жизни Арнон написал четыре небольшие статьи, включающие в себя хронику его главных открытий. Первая статья была посвящена истории открытия фотофосфорилирования, вторая — полному фотосинтезу изолированными хлоропластами, и третья — хлоропластам фередоксина. В четвертой он описал основы восстановительного цикла карбоновой кислоты и долгую борьбу до принятия этой гипотезы научным сообществом.

Даниэль Арнон умер внезапно 20 декабря 1994 года из-за сердечного приступа, в возрасте 84 лет.

После смерти оставшиеся деньги Арнона были направлены в департамент растений и микробиологии Беркли для выплаты стипендий и проведения ежегодных лекций в память о нем. Его работы были размещены в архивной коллекции в Библиотеке Бэнкрофта в университетском городке Беркли. Коллекция включает в себя лабораторные журналы, слайды, пленки и другие материалы исследований, рукописи, препринты и публикации, а также заявки на получение грантов и переиздание книг. В этом архиве немало источников, проливающих свет на историю изучения фотосинтеза в Беркли, в частности, переписка с его коллегами, среди которых такие известные ученые, как Мельвин Кэлвин и Гленн Сиборг. Кроме того, члены семьи Арнона передали множество фотографий, личных документов и других памятных вещей, что позволяет представить более полную картину жизни этого человека.

Семья[править | править вики-текст]

У Арнона было пятеро детей: Энн Арнон Ходж, Рут Арнон Хэнхэм, Стивен Арнон, Нэнси Арнон Агнью, и Деннис Арнон и 8 внуков. Его жена, Лусил Соуле, умерла на семь лет раньше мужа.

Особенности характера, интересные факты[править | править вики-текст]

Арнон был крайне практичен, когда дело доходило до денег, и в обязательном порядке, использовал время и обстоятельства для увеличения бюджета. В отношениях с коллегами он всегда сохранял определенную формальность и поощрял тихую, профессиональную атмосферу в лаборатории. К науке он относился серьезно. Тем не менее, ежедневные обсуждения, которые он проводил с сотрудниками лаборатории, не обходились без шуток. Всю жизнь он любил классическую музыку, и в более поздние годы он все больше времени уделял ей, часто слушал ночью произведения Бетховена.

Премии и почести[править | править вики-текст]

Даниэль Арнон был почетным членом следующих научных сообществ:

Национальная академия наук;

Королевская Шведская Академия наук;

• Académie d’Agriculture de France;

• Германская академия естествоиспытателей «Леопольдина» Leopoldina;

Скандинавское Общество Физиологов растений;

Испанское Биохимическое Общество;

Американская Академия Искусств и Наук;

• Американская ассоциация, содействующая развитию науки;

• Американское общество физиологов растений (президент и вице-президент);

• Годовой обзор молекулярной биологии растений и физиологии растений (участвовал в создании).

В начале 1950-х, благодаря его усилиям, в журнал Plant Physiology были включены разделы о биохимии растений.

Среди его наград:

• Berkeley Citation, высшая награда университетского городка, «за выдающиеся достижения и за значительную службу в университете»;

• Кливлендская премия Newcomb (американская Ассоциация для продвижения науки);

• Премия исследования Чарльза Ф. Кеттеринга (фонд/национальная академия наук Кеттеринга), Финсен Медэл (международная ассоциация Фотобиологии);

• Приз Стивена Хэлеса;

• Премия Членства Чарльза Рида Барнса Лайфа;

Премия Кеттеринга в фотосинтезе (Американское Общество Завода Физиологов);

• Docteur honoris (Université de Bordeaux and Universidad de Sevilla);

• Американская National Medal of Science «за фундаментальные исследования механизмов зеленых растений, использования света для производства химической энергии и кислорода за вклад в наше понимание питание растений».

Ссылки[править | править вики-текст]

1. Веб-сайт для документов Арнона, сейчас находится в процессе разработки. Материал может быть доступен, используя ресурсы библиотеки Bancroft, http://www.oac.cdlib.org/dynaweb/ead/ead/berkeley.)

2. «Arnon, Daniel I(srael)». Who Was Who in America (1993—1996). New Providence, N.J.: Marquis Who’s Who. 1996. p. 9. ISBN 0-8379-0225-8.

3. Buchanan, Bob B. «Daniel I. Arnon: November 14, 1910 — December 20, 1994», National Academies Press. Accessed July 18, 2010.

4. Sullivan, Walter. «Daniel Arnon, 84, Researcher And Expert on Photosynthesis», The New York Times, December 23, 1994. Accessed July 18, 2010.

5. Laurence, William L. «SUN IS HARNESSED TO CREATE FOOD; Science Team on the Coast Duplicates Photosynthesis Outside Plants' Cells», The New York Times, December 30, 1954. Accessed July 18, 2010.

6. «Book of Members, 1780—2010: Chapter A». American Academy of Arts and Sciences. Retrieved 25 April 2011.

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. [With P. R. Stout. Molybdenum as an essential element for higher plants. Plant Physiol. 14:599-602, 1939.]
  2. [The chloroplast as a complete photosynthetic unit. Science 122:9-16,1955.]
  3. [With F. R. Whatley and M. B. Allen. Triphosphopyridine nucleotide as a catalyst of photosynthetic phosphorylation. Nature (Lond.) 180:182-85, 1957.]
  4. [With F. R. Whatley and M. B. Allen. Assimilatory power in photosynthesis. Photosynthetic phosphorylation by isolated chloroplasts is coupled to TPN reduction. Science 127:1026-34, 1958.]
  5. [With M. B. Allen and F. R. Whatley. Photosynthetic phosphorylation, the conversion of light into phosphate bond energy by chloroplasts. 8th International Botanical Congress, Paris, Sec. 11, pp.1-2., 1954.]
  6. [With K. Tagawa and H. Y. Tsujimoto. Role of chloroplast ferredoxin in the energy conversion process of photosynthesis. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 49:567-72, 1963.]
  7. [With M. Shin and K. Tagawa. Crystallization of ferredoxin-TPN reductase and its role in the photosynthetic apparatus of chloroplasts. Biochem Z. 338:84-96, 1963.]
  8. [Ferredoxin and photosynthesis. Science 149:1460-69, 1965.]
  9. [Photosynthetic CO2 assimilation by chloroplasts: Assertion, refutation, discovery. Trends Biochem. Sci. 12:39-42, 1987.]
  10. [The discovery of ferredoxin: The photosynthetic path. Trends Biochem. Sci. 13:30-33, 1988.]