在水中游动的蝌蚪会逐渐脱去尾巴长出脚来,摇身一变成了泳姿优美的青蛙;奶牛吃进的青草,挤出的却是牛奶;撒进泥土中的稻种不久就会变成一株株绿绿的幼苗;柔弱的茧宝宝竟会自茧自缚,一变而成蛹……生物界这一系列有趣的生命现象实际上就是生物新陈代射的过程,而这一切的总导演者不是别人,就是大名鼎鼎的酶。
让我们看一看酶是如何登上历史舞台的。
最高明的食品加工机莫过于我们的胃了。这支外表很平常,两端有开口的“皮囊”,能在数分钟内把粗糙的纤维和复杂的高分子蛋白和脂肪变成低分子的固体和气体的废料。那么,肉长的胃为什么这么厉害,能轻而易举地消化外来的肉,而不会将自己消化掉?在相当长的一段时时间里,人们对这个问题总是感到莫明其妙。
200多年前,人们对自身胃的消化机理一无所知,对于胃为什么能消化食物的问题,只能做出种种在今天让人们觉得有些可笑的猜测。比如,有人认为,胃之所以能消化肉,是因为胃壁表面比较粗糙,把吃下去的肉研磨碎了。法国物理学家列奥米尔 (René-Antoine Ferchault de Réaumur(1683~1757) 不相信这种说法,他决心让实验来说话。
聪明的列奥米尔设计了这样一个试验:他把一块生肉塞进一个有许多小眼的金属管中,然后让两端塞严,以防肉掉出来,然后强行让山鹰吞下金属管。过了一段时间,取出金属管,结果发现小管完好无损,两端的盖子也还牢牢地盖在上面,而里面的肉却不见了!只剩下了一些黄色的液体。
列奥米尔意识到,这说明,胃消化肉的过程是一个化学过程,但是什么样的化学过程,黄色的液体又是什么,当时的人不可能搞清。
几十年过去了,一个意外的事件,导致了一项历时十一年的伟大科学实验。实验的完成是在一对医生和病人身上实现的。
1822年,18岁的加拿大人圣马丁因枪支走火不幸将肚子打伤了一个小孔,经外科医生博蒙特(William Beaumont)给他包扎冶疗,但连续数月伤口都未能愈合。医生发现,病人吃进出的食物都从打穿的胃孔里流了出来。幸好圣马丁年青、体格强壮,居然耐住了这长久的折磨。博蒙特突发奇想,何不用圣马丁的胃当实验室,观察食物的消化情况?征得圣马丁的同意,他俩建立了特殊的伙伴关系。博蒙特让圣马丁住在家中,通过胃瘘吸取胃液做试验。经过11年的观察,博蒙特公布了他的实验结果:“胃液是一种最普通的天然溶剂,它能溶解各种食物,即使是坚硬的骨头也经不住溶解,足够的证据证明,胃液对食物的作用纯粹是一个化学过程。”
斯巴兰沙尼肯定了胃液对食物的消化过程是一个化学过程,这是人类认识上的一个飞跃。在以后的日子里,人们又经过一系列的化学实验,终于搞清了黄色胃液的化学成分中最精华的东西---胃蛋白酶。从此,生物体内最重要的蛋白质——酶开始登上了历史舞台。