从学士念到博士，接触最多的名词可能就是“酶”了。事实上，酶，在我们生活中，也经常接触到，譬如加酶洗衣粉，血象中的肌酸激酶等各类带“酶”的指标，等等，无处不“酶”，今天，我们就来梳理一下，酶及其作用。
首先，要知道酶是什么？简言之，它是催化剂中的一类，因为具有生物活性，所以人们也称酶为生物催化剂。
年，意大利一位科学家做了一个奇妙的实验：他将一小块肉块放入一个小巧的金属笼中，然后让鹰吞下去。一段时间后他将金属笼从鹰的肚子里取出，却发现肉块消失了。很显然，肉块不会“无缘无故”地自己离开金属笼，而金属笼的巧妙设计也使得肉块不会因为胃的蠕动而被研磨成碎屑，于是这位科学家推断胃液中一定含有能消化肉块的物质。但具体是什么物质促使了肉块的消化，他并没有研究出具体的结果。年，德国的科学家胃液中提取出了消化蛋白质的物质，从而解开了胃消化食物之谜。这可以说是人类最早对生命体内的起催化作用的物质的科学认识。
到了19世纪，法国微生物学家巴斯德在研究糖类发酵成酒精的实验中，用显微镜观察发现在发酵的过程中有酵母菌，于是巴斯德得出结论：没有活的酵母细胞，糖类不可能变成酒精。这是一个极其有名的实验，它使人们清楚地认识到发酵作用与活细胞有关，而不是一个单纯的化学反应。应该说巴斯德已经前进了一大步。
再后来，德国生物学家毕希纳制取了酵母提取液，它能使糖发酵产生酒精。这一实验证明了酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，这就意味着，酵母细胞催化糖类发酵，起根本作用的是酵母细胞中含有的某种特殊物质，而非酵母细胞本身。毕希纳将这种起催化作用的物质命名为“酶”。由于这项发现，他获得了年诺贝尔化学奖。
那么，这种存在于生命体内、有着魔力般作用的“酶”，究竟就种什么物质呢？
科学家们在几百年的时间里，相继提取出多种酶的蛋白质结晶，并在此基础上得出了结论：酶是一类具有生物催化作用的蛋白质。
20世纪80年代，美国科学家切赫发现少数RNA也具有生物催化作用。他因为此项研究获得年的诺贝尔奖。这个RNA，想必大家都知道吧，就是“核糖核酸”。
明白了酶的属性，我们就可以下一个明晰的结论：酶是生命体得以生存的基础。
在人体内，酶广泛存在于各种细胞中，诸如细胞新陈代谢等几乎所有的生命过程中的化学反应，都是在酶的催化作用下完成的。例如，食物在人体内，必须在酶的作用下降解成小分子，才能透过肠壁，被组织吸收和利用。食物的消化离不开胃里的胃蛋白酶，肠里的胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶，和脂肪酶和淀粉酶等各种酶。科学家们预测，如果没有酶的作用，人体的体温要上升到大约℃才能将食物消化！又如，营养物质如糖类等的氧化，为人体提供了能量，而这些氧化过程也都是在一系列酶的催化下完成的。
另一方面，人体如果没有酶，该会怎样？
毋庸置疑，失去酶，人体的新陈代谢以及其他与生命有关的反应只能以极其缓慢的速度进行，在这样的情况下，生命活动根本无法维持。当然这是不可能的，但可能存在的情况是，人体会因某些原因导致某些酶的缺失，使得该种酶所催化的反应发生异常，相应的物质代谢变得紊乱，从而产生某些疾病。例如，有些人体内缺乏乳糖酶，因此无法正常消化乳糖，对这部分人而言，常人可以畅饮的富含乳糖的牛奶等乳制品，就必须有节制、有限制地饮用。又如，白化病也是一种因酶的缺乏而导致的遗传性疾病，发病的主要原因是黑色素代谢障碍。健康人体内的黑色素由黑色素细胞合成，黑色素细胞中含有酪氨酸酶，这种酶能催化酪氨酸转变成黑色素的反应。在紫外线的照射下，黑色素细胞内的酪氨酸酶的催化活性增强，则黑色素的生成更为旺盛，这也就是为什么夏天在强烈的日照下人容易晒黑的原因。而白化病患者体内由于控制酪氨酸酶的基因发生突变，不能合成酪氨酸酶，导致酪氨酸酶缺乏失去了酪氨酸酶的催化错用，黑色素便不能顺利地合成，从而导致皮肤、黏膜、毛发等部位白化。白化病固然让人伤脑筋，但是，对许多爱美的姑娘们来说，变黑同样不是件让人高兴的事。于是，添加了抑制剂的各种美白化妆品成为了“爱白”的女孩们的首选，这主要是通过酪氨酸酶抑制剂，使得酪氨酸酶的活性降低，从而起到抑制黑色素合成、美白皮肤的作用。
不言而喻，酶对人体的重要性远非三言两语能够说清。那么，究竟酶催化的反应具有哪些特点，才使酶这一催化剂得以担当如此“重任”呢？
与无机催化剂相比，酶有着许多共同的特点。如，酶只能催化实际能够发生的化学反应，对于诸如“水变油”之类的反应，再有活性的酶也无能为力；酶能催化化学反应，使化学反应的速度加快，也是通过降低化学反应的活化能来实现的；酶与许多工业催化剂一样，都会出现中毒现象，从而导致酶的催化效率降低乃至失活。
酶对化学反应具有极强的、高效的催化作用，其催化效率比一般无机催化剂的效率高-倍，催化效率之高令人咋舌。这也是生物体内许多化学反应很容易进行的原因之一。
我们都有这样的经验，当手上或身体其他部位不小心擦伤出血，为防止感染，可以用双氧水来清洗创面。在打针前，护士会用酒精来擦拭皮肤用以消毒，那为什么这时不用双氧水呢，你思考过这个问题吗？双氧水学名叫过氧化氢，医用的双氧水是2.5%—3.5%的过氧化氢水溶液。过氧化氢不太稳定，容易发生分解反应，变成水和氧气。因此医用双氧水常用棕色瓶储存（避光），并放置在阴凉处（避高温）。当然，有不少物质能加速过氧化氢的分解，如二氧化锰就是一种典型的过氧化氢分解反应的催化剂。把二氧化锰加入过氧化氢溶液里，随即产生大量的氧气，这一过程常被用于实验室制取氧气。不过，二氧化锰的催化能力相比过氧化氢酶而言，实在只能算小巫见大巫了。过氧化氢酶是存在于血液中的一种物质，它也能催化过氧化氢的分解反应，但过氧化氢酶催化过氧化氢分解的速度要比二氧化锰催化的速度几乎快数亿倍。创面上途上双氧水后，血液中的过氧化氢酶能极大地催化过氧化氢的分解，分解过程中产生的大量氧原子起到了消毒杀菌的作用。相反，对于一般皮肤的消毒，则不能用双氧水作消毒剂。
酶的催化具有专一性。这是指一种酶只能够催化一个或者一类化学反应。当然，催化剂都有其专一性，一般某种催化剂只能对特定的反应有催化作用，没有哪种酶是“多面手”。但相比其他催化剂而言，酶的专一性更为突出。科学家打过一个形象的比方——一把钥匙开一把锁。例如，存在于口腔唾液中的唾液淀粉酶只对淀粉的水解起催化作用，它可以催化淀粉水解为麦芽糖。所以，在嘴巴里细细咀嚼米饭，你会感觉到甜味。咀嚼时间越长，甜味越明显。因此，吃饭时多咀嚼可以让食物与唾液充分混合，有利于消化。不过，唾液淀粉酶只“负责”催化淀粉水解为麦芽糖，如果你希望它“顺道”再催化麦芽糖进一步水解为葡萄糖的话，这对唾液淀粉酶而言是个“不能完成的任务”。因为麦芽糖酶水解是麦芽糖酶的“份内之事”。
酶作为催化剂，所需的条件比较温和。比起那些工业催化剂动辄几百乃至上千摄氏度的反应温度而言，绝大多数的酶在常温下就能实现最佳工作状态。这并不奇怪，人体的体温约为37℃，因此大多数酶催化反应在常温下即可进行。当然，对于不同的酶，其最佳反应温度也不尽相同。通常，动物细胞中的酶在35℃—40℃范围内工作最为适宜，而植物细胞中的酶则适宜在40℃—50℃范围内工作。所以，酶催化的工业生产流程中一般不需要额外的加热装置，所需能耗较小。
但这并不意味着酶是一种“不讲究”的催化剂。恰恰相反，酶对于反应环境的要求是相当苛刻的，温度、酸碱度等环境因素的改变，都会使酶的催化能力发生变化，轻则催化能力降低，重则完全丧失催化能力。比如人体在发烧时常会感觉胃口不好，这是由于发热导致消化酶的活力降低，影响了消化功能，使胃肠蠕动减慢，从而感觉食欲不振。这也同样不奇怪，因为酶本身就是蛋白质，而高温、高的酸碱度、辐射、重金属盐等环境因素都会引起蛋白质变性和失去活性。所以，尽管大多数酶催化的反应在常温、酸碱度接近中性的环境里就能顺利完成，但酶还是很“娇贵”的，对于环境很“挑剔”。
（未完待续）
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