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 зелёных 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 повреждённым 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 провёл 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, зелёные 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).
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 в мембранных железо-серных белках в Беркли и других местах вскоре способствовало появлению новой области исследований, которые привели к более глубокому пониманию процессов транспорта электронов в кислородном фотосинтезе.
Карта сайта
