1961 Nobelpriset i kemi

• Presentation av utmärkelsen
• Acceptanstal
• biografi inlämnad av Dr Calvin till Nobelutskottet
• Presentation av utmärkelsen: 1961 Nobelpriset i kemi

Professor K. Myrbaumlck, medlem av svenska Vetenskapsakademien:
dina Majestäter, din kungliga högheter, mina damer och herrar.
för att växa och utföra sina olika aktiviteter behöver varje levande organism en energiförsörjning i någon lämplig form. I detta avseende kan de organismer som finns på denna planet delas in i två fundamentalt olika grupper. Alla djur, inklusive människan, och även några lägre organismer, kräver en tillförsel av energirikt organiskt material, matvaror som ”innehåller kalorier”, för att använda ett populärt uttryck. Den energi som finns i maten-stuffs görs tillgänglig genom en biologisk oxidation (”förbränning”) av kolhydrater, fetter etc. Självklart är dessa typer av organismer, de så kallade heterotrofa organismerna, helt beroende av leveranser av organiskt material som förekommer utanför sig själva.

dr. Melvin Calvin, 26 Oktober 1961.
i motsats till de heterotrofa organismerna kräver de organismer som tillhör den andra gruppen, de så kallade autotrofa organismerna, dvs de gröna växterna och vissa bakterier, inte organiskt material som levereras utifrån. De syntetiserar organiska föreningar, främst kolhydrater, från enkla ämnen, koldioxid och vatten, ämnen som i sig inte innehåller några kalorier. Den energi som behövs för syntesen tillförs av ljus som absorberas av organismerna och därefter omvandlas av dem från ljusenergi till kemisk energi. Sekvensen av reaktioner genom vilka koldioxid och vatten omvandlas till kolhydrater kallas koldioxidassimilering eller, med hänsyn till ljusenergins Roll, fotosyntes.

det blir uppenbart att fotosyntesen inte bara ger en förklaring till förekomsten av de autotrofa organismerna utan också ger mat till människor och djur. Med andra ord är fotosyntes den absoluta förutsättningen för allt liv på jorden och den mest grundläggande av alla biokemiska reaktioner. Det har uppskattats att växter och mikroorganismer på jorden omvandlar cirka 6000 ton kol från koldioxid till kolhydrat per sekund, med minst fyra femtedelar av denna mängd som bidrar med organismer i haven.

det är förståeligt att en reaktion av sådan betydelse och sådana dimensioner bör locka vetenskapens intresse i ett tidigt skede. I mer än ett sekel var dock framstegen i förståelsen av fotosyntesens Kemi mycket långsam, delvis för brist på lämpliga experimentella metoder.

För mer än femtio år sedan erkändes att fotosyntesen bestod av två distinkta faser, ljusreaktioner och mörka reaktioner. Nobelpristagaren idag, Dr. Melvin Calvin, har tillbringat många års forskning om kemi i båda faserna av fotosyntes och, när det gäller den andra fasen, det vill säga reaktionerna som leder från koldioxid till assimileringsprodukterna-för att citera Calvin, ”kolens väg i fotosyntes” – hans arbete har resulterat i fullständig förtydligande av ett extremt invecklat problem.

framgång uppnåddes som ett resultat av skarpt, skickligt och ihållande arbete, till viss del underlättat av tillgången till vissa modellexperimentmetoder som möjliggör undersökningar som i äldre tider helt enkelt var omöjliga. Två sådana metoder kan nämnas: metoden för isotopmärkning av molekyler, introducerad av de Hevesy, och de kromatografiska metoderna, utvecklade av Martin och Synge, som tillåter separation av små mängder föreningar i komplicerade blandningar. Genom en genial kombination av dessa och många andra metoder lyckades Calvin spåra kolatomens väg från koldioxid, upptagen av växten, till de färdiga assimileringsprodukterna. Den radioaktiva kolisotopen, 14C, välkänd även i andra anslutningar, har spelat en särskilt viktig roll i Calvins arbete.

Melvin Calvin visas med några av de apparater han använde för att studera kolens roll i fotosyntesen.
de flesta av Calvins experiment har utförts med hjälp av en mikroskopisk grön alg, Chlorella pyrenoidosa, men parallella experiment med högre växter har visat att mekanismen för koldioxidassimilering är densamma i alla växter.en fråga som hade ockuperat forskare i mer än ett sekel var ”vad är den primära produkten av assimileringen; vad händer först med koldioxiden som tas upp av växten?”Calvin visade att den primära reaktionen inte, som tidigare antagits, är en minskning av koldioxid som sådan, utan en fixering av koldioxid till ett ämne i koldioxidacceptorn, som förekommer i växten. Calvin kunde visa att produkten som bildas i denna fixeringsreaktion är en organisk förening som kallas fosfoglycerinsyra.

denna upptäckt var av grundläggande betydelse för utvecklingen som följde. Den primära produkten av assimilering erkändes som en förening, välkänd från tidigare arbete som en mellanprodukt av den biologiska nedbrytningen av kolhydrater, och inte någon tidigare okänd förening; fosfoglycerinsyra hade identifierats som en nedbrytningsprodukt av socker redan 1929 av Ragnar Nilsson här i Stockholm. Calvins identifiering av den primära assimileringsprodukten med fosfoglycerinsyra ledde till den mycket viktiga slutsatsen att det finns en intim koppling mellan fotosyntes och kolhydratmetabolism som helhet.

Melvin Calvin (vänster) och Glenn Seaborg (höger) vid en presskonferens och mottagning på San Francisco flygplats för mottagaren av Nobelpriset för kemi 1986, LBL: s Yuan T. Lee.Calvins efterföljande undersökningar kartlade vägen mellan primärprodukten och slutprodukterna av assimilering, de olika kolhydraterna. Det som tidigare antogs vara en minskning av koldioxid visade sig vara en minskning av fosfoglycerinsyra. För en minskning av fosfoglycerinsyra till kolhydratnivån måste växten leverera både ett reduktionsmedel och ett så kallat energirikt fosfat. Det är för produktion av dessa samfaktorer att växter använder ljusenergi. Detta innebär att ljusenergi inte är direkt involverad i reaktionerna av assimilering; ljusenergi används för regenerering av kofaktorer som konsumeras i assimileringsreaktionerna.

som nämnts ovan är den primära reaktionen vid assimileringen en fixering av koldioxid till en acceptor, vars kemiska natur har fastställts av Calvin. Snarare oväntat visade sig denna acceptor vara ett derivat av ett socker, ribulos, som ingen hade uppmärksammat tidigare. När koldioxid fixeras till ribulosderivatet bildas fosfoglycerinsyra.

eftersom acceptorn konsumeras under fixeringsreaktionen måste den uppenbarligen regenereras från assimileringsprodukterna. Calvin har belyst den mycket komplicerade mekanismen för denna regenerering. Mellan primärprodukten och acceptorn finns inte mindre än tio mellanprodukter och reaktionerna mellan dessa produkter katalyseras av elva olika enzymer.Nobelstiftelsen 1962

• tacktal

dr Melvin Calvin fick Nobelpriset i Stockholms konserthus 1961.
M. Calvin:
era Majestäter, era Kungliga Högheter, era Excellenser, mina damer och herrar.för att uttrycka dig med bara ord, våra personliga känslor vid detta tillfälle måste du veta att det är omöjligt, och särskilt för en som normalt bara måste beskriva saker utanför sig själv. Du har hedrat mina kollegor, min familj och mig, men mest mina kamrater inom vetenskapen. Jag talar inte bara om dem som jag har haft nöjet att arbeta direkt med – utan de många andra som föregick oss och omger oss i vårt arbete. För var och en av oss som verkar ha haft ett framgångsrikt experiment finns det många som deras egna experiment verkar karga och negativa. Men de bidrar med sin styrka till den struktur inom vilken vi alla bygger.Alfred Nobel, när han skapade sin grund och namngav de fyra prisutdelande organen, försökte förbättra den internationella förståelsen. Genom att höja forskare och därmed deras vetenskap åtminstone, idag är hans namn och hans priser utan en peer i världen. Han höjer inte bara vetenskapen utan han påverkar den också.

Din Majestät – din kungliga vetenskapsakademi och dess Nobelutskott i fysik och kemi och ditt Kungliga Caroline Medico-Chirurgical Institute och dess Nobelutskott har gjort sitt arbete bra under de senaste sex decennierna att deras beslut är allmänt accepterade och pekar de nya gränserna inom vetenskapen för de kommande generationerna. Han designade bra och du och dina landsmän kan mycket väl vara stolta över din konstruktion.

Brasiliens Nobelstiftelse 1962

• biografi inlämnad av Dr. Calvin till Nobelutskottet

dr. Melvin Calvin, nobelpristagare, professor i fysik och chef för laboratoriet för kemisk biodynamik vid Lawrence Berkeley Laboratory, arbetar i sitt fotosynteslaboratorium. Dr Calvin tilldelades Nobelpriset 1961 för att belysa kemin i den fotosyntetiska processen.Melvin Calvin föddes i St. Paul, Minnesota, 8 April 1911 av ryska emigrantföräldrar. Han fick BS-examen i kemi 1931 vid Michigan College of Mining and Technology, och Ph.D. examen i kemi från University of Minnesota 1935. Han tillbringade läsåren 1935-37 vid University of Manchester, England. Han började sin akademiska karriär vid University of California i Berkeley 1937, som instruktör, och har varit professor sedan 1947. Han har varit chef för Bioorganic chemistry group i Lawrence Radiation Laboratory sedan 1946. Denna grupp blev laboratoriet för kemisk biodynamik 1960.

Han har varit mottagare av ett antal medaljer, utmärkelser och lektorat och har medlemskap i många lärda samhällen. Dessutom har han valts till National Academy of Sciences, American Philosophical Society, American Academy of Arts and Sciences, Royal Society of London, Royal Netherlands Academy of Sciences and Letters och den tyska Vetenskapsakademin, Leopoldina. Han innehar heders D.Sc. grader från Michigan College of Mining and Technology, University of Nottingham, Oxford University och Northwestern University.

dr. Calvin bor i Berkeley, Kalifornien med sin fru den tidigare Genevieve Jemtegaard, dotter till norska emigrantföräldrar, och deras två döttrar, Elin och Karole, och deras son Noel.

hans vetenskapliga liv började med en avhandling om halogenernas elektronaffinitet som gjordes under ledning av Professor George A. Glockler vid University of Minnesota och slutfördes 1935. Följande tvååriga postdoktorperiod spenderades med Professor Michael Polanyi vid University of Manchester, då hans intresse för koordineringskatalys, särskilt metalloporfyriner, väcktes. Detta intresse är fortfarande av största vikt och har resulterat både i teoretiska (kemi av Metallkelatföreningar) och praktiska (syrebärande syntetiska kelatföreningar) tillämpningar. Undersökningen av det elektroniska, fotoelektriska och fotokemiska beteendet hos sådana material upptar nu en bra bråkdel av sin tid.när han kom till Berkeley på inbjudan av Professor Gilbert N. Lewis vände sig hans intresse till allmänna teoretiska aspekter av organisk molekylstruktur och beteende. Det fanns två främsta publikationer av denna period. Den första, med Professor Gilbert N. Lewis, var på färgen på organiska ämnen, och den andra, med Professor G. E. K. Branch, var teorin om organisk kemi. Det var från dessa män att det grundläggande intresset för organiska molekylers beteende i deras mest detaljerade termer härleddes.

detta intresse kombinerat med det tidigare på det katalytiska beteendet hos koordinationsföreningar var de naturliga föräldrarna till hans nuvarande upptagning med problemet med fotosyntes. Den färdiga tillgängligheten av kol – 14 som började 1945 kanaliserade det tidiga arbetet till utveckling av tekniker för dess användning (Isotopkol) och dess tillämpning på utforskningen av fotosyntetisk koldioxidreduktion (kolens väg i fotosyntes).

sju LBL nobelpristagare, poserade framför Ernest Lawrence 37-tums cyklotronmagnet. Från vänster till höger är Owen Chamberlain, Edwin McMillan, Emilio Segre, Melvin Calvin, Donald Glaser, Luis Alvarez och Glenn Seaborg. 7 mars 1969.en utvidgning av hans intresse härifrån till biologins allmänna problem var oundviklig, och sålunda är hans laboratorium för närvarande befolkat av emigranter från alla vetenskapsområden på båda sidor av kemi-fysik å ena sidan och biologi å andra sidan.