Даниэль Израиль 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
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 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
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
Минеральное питание растений (1936—1950 годы)
Его работа с Хоэглэндем принесла Арнону межнациональное признание. В первой части его профессиональной карьеры Арнон и его коллеги доказали важность молибдена 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)
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, в котором ATФ — единственный продукт энергетического преобразования, и нециклический тип, в котором формирование ATФ сопровождается освобождением кислорода 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 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 показало, что фередоксин может также катализировать псевдоциклическое фотофосфорилирование. Также Арнон открыл новые виды фередоксинов — функционально связанных белков у гетерофобных аэробных бактерий. В дальнейших исследованиях он и его коллеги обнаружили новый путь фотосинтетической ассимиляции углекислого газа у бактерий в результате возвращающего углекислотного цикла (обратный цикл трикарбоновых кислот).
