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生物体内的魔术师——酶

时间:2019-06-20    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

生物体内的魔术师——


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

以把它叫作生物催化剂。

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 多年前就知道利用霉菌的淀粉酶来酿酒。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,科学家们研究酶的秘密,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。

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