化學史上的今天 | 卡爾文循環

2021-02-13 RSC學生俱樂部

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梅爾文·卡爾文(Melvin Calvin,1911 年 4 月 8 日—1997 年 1 月 8 日),美國著名生化學家,加州大學伯克利分校教授、勞倫斯伯克利國家實驗室研究員。因與 Andrew Benson 和 James Bassham 發現卡爾文循環(Calvin Cycle)或稱Calvin-Benson-Bassham 循環而聲名顯赫,1961 年獲諾貝爾化學獎 。

1911 年 4 月 8 日梅爾文·卡爾文出生於美國明尼蘇達州。後進入密支根礦業學院學習化學,1936 年獲得博士學位。從 1937 年起在加州大學伯克利分校任教育,工作了 40 餘年。其研究範圍主要為放射化學、有機螯合物及生命起源。

1949 年 Calvin 開始研究光合作用,研究二氧化碳和水如何轉變為碳水化合物,例如糖和澱粉。在單細胞的綠藻 Chlorella 內,他發現光合作用事實上是一種循環的反應,現今稱為卡氏循環。 

Calvin Melvin 接受諾貝爾化學獎 

卡爾文循環是光合作用裡碳反應的一部分,反應場所為葉綠體內的底物,分為三個階段:羧化、還原和二磷酸核酮糖的再生。他利用放射性的炭-14做為追蹤者,決定了光合作用的生化流程,即綠色植物如何利用葉綠體將二氧化碳和水轉變為糖和氧的流程。

卡爾文循環示意圖 (source: wikipedia)

卡爾文循環是一種類似克雷伯氏循環的新陳代謝過程,其可使起始物質以分子的形態進入和離開這循環後發生再生。碳以二氧化碳形態進入,並以糖的形態離開。整個循環是利用 ATP 作為能量來源,並以降低能階的方式來消耗 NADPH,如此以增加高能電子來製造糖。其製造出來的碳水化合物並不是葡萄糖,而是一種稱為 3-磷酸甘油醛的三碳糖。為了要合成 1 摩爾這種碳,整個循環過程必須發生 3 次的取代作用,將 3 摩爾的二氧化碳固定。

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