Арнон, Даниэль

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

14 ноября 1910(1910-11-14)

Место рождения:

Варшава, Польша

Дата смерти:

20 декабря 1994(1994-12-20) (84 года)

Место смерти:

Калифорния, США

Страна:

Flag of the United States.svg США

Научная сфера:

биохимия, физиология, микробиология

Место работы:

Калифорнийский университет в Беркли

Альма-матер:

Калифорнийский университет в Беркли

Награды и премии:

Даниэ́ль Изра́иль Арнон (англ. Danieli Arnon; 14 ноября 1910, 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 награждён 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 четырёх 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 нём 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 четырёх 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 (фотосистемы 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 четвёртой 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 нём. 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:

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);
  • Национальная научная медаль США «за фундаментальные исследования механизмов зеленых растений, использования света для производства химической энергии и кислорода, за вклад в наше понимание питания растений».

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки[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.]

Литература[править | править вики-текст]

  • «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.
  • Buchanan, Bob B. «Daniel I. Arnon: November 14, 1910 — December 20, 1994», National Academies Press. Accessed July 18, 2010.
  • Sullivan, Walter. «Daniel Arnon, 84, Researcher And Expert on Photosynthesis», The New York Times, December 23, 1994. Accessed July 18, 2010.
  • 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.
  • «Book of Members, 1780—2010: Chapter A». American Academy of Arts and Sciences. Retrieved 25 April 2011.