生物体内的魔术师

生物体内的魔术师——酶

生物体内有一种奇妙的蛋白质叫做酶，生物体内发生的一切化学反应都是在酶的催化作用之下实现的。酶是一种催化剂。

说起催化剂，少年朋友们也许会感到陌生，举个例子就明白了。一块糖用火是烧不着的，可是如果在糖块的一角撒一些烟灰，一点火，糖便可以烧起来。烧完以后，烟灰还是烟灰，并没有变化。在这里，烟灰起了催化剂的作用。催化剂能促进化学变化，但是在化学变化的前后，它本身的量和化学性质并不改变。酶在生物体内，也能起促进化学变化的作用，所以我们可以把它叫做生物催化剂。

酶是1815年由一个俄国人发现的。但是，人类有意识的利用酶的历史则要长得多，我们的祖先远在4000多年前就知道利用美军的淀粉酶来酿酒。我国是世界上第一个使用酶的国家。

酶字的一半是“每”字，正巧说明了最早的酶是从霉菌来的；也说明了酶的广泛存在和广泛用途。“每”种生物、“每”个器官、“每”个细胞里都有酶；生物体内的“每”种生化反应都需要酶。酶的品种很多，像个小王国，目前的“人口”有两千左右。它们分工严格，专一性很强，一种酶品只能催化一种反应，就像一把钥匙只能开一把锁一样。

人和动物身体里有着各种各样的酶。一条蟒蛇囫囵吞下一只完整的小动物，居然能把它消化掉，这就是酶的作用。酶把这只小动物的身体分解成几种化学成分，又把它们重新组合，变成蛇的肌肉。这情形就像一队建筑工人拆了一栋旧房子，然后又利用拆下来的砖瓦和木料建成一栋新房子一样，在这一拆一建之中，酶立下了汗马功劳。

由于酶有这样奇妙的本领，科学家们开始研究酶，想要造出一种具有酶的功能而又比酶稳定的人工催化剂。

前几年，有个叫凯富尔的人，成功地模拟了硫酸酯酶（也就是说，他用人工的方法造出了硫酸酯酶）。据试验，它的本领比天然的硫酸酯酶还要大，这是模仿酶而又超过酶的第一个例子。后来，又有人成功地模拟了过氧化氢酶和血红蛋白。血红蛋白有可能用于人工肺中，以挽救垂危的病人；也可以给登山、长跑运动员、潜水员带来方便。

有一种酶叫固氮酶，模拟这种酶现在已经成为农业科学的重要课题。大家知道，各种庄稼在生长过程中都需要大量的氮肥，空气中本来就有大量的氮，可惜大部分庄稼都不能从空气中直接吸收，需要人工施肥，只有大豆、花生等豆科植物例外。这是因为，它们的根部有大批根瘤菌，根瘤菌里的固氮酶能利用空气中的氮合成氨，供给植物吸收。

固氮酶这东西远在1893年就被人发现了，但是要人工造成这种酶很不容易，科学家们经过几十年艰苦卓绝的努力，才制成了有固氮本领的模拟酶。它们在室温（一般指摄氏15度到25度的温度）和常压下，几秒钟内就可以使空气中的氮和水中的氢直接结合成“联氨”，联氨经过加温以后可以释放出氨，供植物吸收。氨是植物的“粮食”，也是化学工业的基本原料，不远的将来，当人们能够大量生产固氮酶的时候，氨的产量也会大大增加。到那时候，化学工业和农业生产一定会飞速发展，出现魔术般的奇迹。