酶的发现历程

酶是催化特定化学反应的蛋白质、RNA或其复合体。是生物催化剂，能通过降低反应的活化能加快反应速度，但不改变反应的平衡点。绝大多数酶的化学本质是蛋白质。具有催化效率高、专一性强、作用条件温和等特点。人们对酶的发现与了解经历了一个比较漫长的历程。

对酶的逐步发现

人们在日常生活中发现酵母能使果汁和谷类加速转化成酒。这种转化过程叫做发酵。1680年荷兰微生物学家列文虎克首先发现酵母细胞，一个半世纪以后，法国物理学家卡格尼亚尔·德拉图尔使用一台优质的复式显微镜，专心研究酵母，他仔细观察了酵母的繁殖过程，确定酵母是活的。这样，在19世纪50年代，酵母成为热门的研究课题。

人们还发现在肠道里也进行着类似于发酵的过程。1752年，法国物理学家列奥米尔用鹰作实验对象，让鹰吞下几个装有肉的小金属管，管壁上的小孔能使胃内的化学物质作用到肉上。当鹰吐出这些管子时，管内的肉已部分分解了，管中有了一种淡黄色的液体。

1777年，苏格兰医生史蒂文斯从胃里分离出一种液体（胃液），并证明了食物的分解过程可以在体外进行。这样，人们知道了胃液里含有某种能加速肉分解的东西。1834年，德国博物学家施旺把氯化汞加到胃液里，沉淀出一种白色粉末。除去粉末中的汞化合物，把剩下的粉末溶解，得到了一种浓度非常高的消化液，他把这种粉末叫做“胃蛋白酶”（希腊语中的消化之意）。

同时，两位法国化学家帕扬和佩索菲发现，麦芽提取物中有一种物质，能使淀粉变成糖，变化的速度超过了酸的作用，他们称这种物质为“淀粉酶制剂”（希腊语是“分离”之意）。

▲鹰

酵母的命名与提取

科学家们把酵母细胞一类的活体酵素和像胃蛋白酶一类的非活体（无细胞结构的）酵素作了明确的区分。1878年，德国生理学家库恩提出把后者叫做酶（希腊语是“在酵母中”的意思）。库恩当时根本没有意识到，“酶”这个词以后会变得那么重要，那么普遍。

1897年，德国化学家毕希纳用砂粒研磨酵母细胞，把所有的细胞全部研碎，并成功地提取出一种液体。他发现，这种液体依然能够像酵母细胞一样完成发酵任务。这个实验，证明了活体酵素与非活体酵素的功能是一样的。

因此，“酶”这个词现在适用于所有的酵素，而且是使生化反应的催化剂。由于这项发现，毕希纳获得了1907年诺贝尔化学奖。

生命的催化剂

酶到底是一种什么物质？这个问题使人们困惑了好长时间。美国康奈尔大学的生物化学家萨姆纳与洛克菲勒研究院的化学家通过实验揭开酶的面纱，并因此分享了1946年的诺贝尔化学奖。

酶是生物体内产生的有催化能力的蛋白质，是生命的催化剂。催化剂能加速化学反应，而它本身的量和化学性质在化学反应后不发生改变。

一切酶分子都是由许许多多氨基酸分子组成的高分子蛋白质，分子量在1万～100万之间。天然酶分子有单纯酶与结合酶两类，前者的分子组成只含蛋白质，后者分子组成中除蛋白质外还含有非蛋白质成分，有的还含有金属离子。酶分子内非蛋白质成分称为辅因，辅因与酶蛋白的结合物称全酶。

酶能使化学反应的速度提高106～1012，一个酶分子在一分钟内能使几百个到几百万个食物分子转化。一个人吃了两个汉堡包，吃后感到肚子饱了。然而过不了几小时又觉得饿了。两个汉堡包里面的淀粉、脂肪和蛋白质到哪里去了呢？它们被消化掉了。它们在酶的催化下变成简单的有机分子，由肠壁吸收了。参加这一化学反应的酶主要是淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶。没有这些酶参加活动，食物不会发生什么变化。这就是酶的神奇功能。

一种酶只能催化一种化学反应。到目前为止，在自然界中发现的酶大约有3000种，它们催化的化学反应也有3000种左右。一种酶只控制和调节一种化学反应。一个人患消化不良的病，很可能是缺少胃蛋白酶引起的，吃上一点药用胃蛋白酶就可以治疗。