Er ermittelte mit seiner Arbeitsgruppe an der University of California in Berkeley, wie PflanzenCO2 fixieren und welche biochemischen Reaktionen dabei ablaufen. Zur Aufklärung dieser Prozesse nutzte er die Markierung von Molekülen mit radioaktiven Atomen.[1]
Zunächst setzte Calvin Grünalgen der Gattungen Chlorella und Scenedesmus in eine Lösung, die das radioaktive Isotop des Kohlenstoffes [], das -Strahlung aussendet, in Form von Kohlenstoffdioxid [] enthielt. Die Algen wurden beleuchtet und betrieben Photosynthese, wobei sie aufnahmen. Nach der Belichtungszeit wurden sie in heißem Alkohol abgetötet und ihre 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 ionisierende 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, geht man davon aus, dass diese Stoffe identisch sind.
Nachdem Calvin zwölf verschiedene chemische Verbindungen gefunden hatte, ging er daran, die Reihenfolge ihrer 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; -Körper).
Die weitere Abfolge der Stoffe sowie deren Strukturformeln sind unter Calvin-Zyklus zu finden.
Als letztes Reaktionsprodukt entstand Ribulosebiphosphat (auch Ribulosebisphosphat oder Ribulosediphosphat, ein Molekül mit fünf C-Atomen; -Körper).
Verbindet sich dieser -Körper mit einem -Molekül, so entsteht dabei ein -Körper, der aufgrund seiner Instabilität in zwei -Körper zerfällt, die als erster radioaktiver Stoff nachzuweisen waren.
Seine Eltern waren russische Juden.[5] 1942 heiratete er Genevieve Jemtegaard. Sie hatten zusammen zwei Töchter, Elin und Karole, sowie einen Sohn, Noel.
Literatur
Melvin Calvin: Following the trail of light: a scientific Odyssey. American Chemical Society, 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.
