陶冶性情的韵律——华夏艺术（下）

1.“酶”，一个可以反驳的定义

　　大学课堂里，酶概念被继续讨论着。一个在讨论中一直沉默，似乎被一种难以言明的烦恼所困扰的同学F，在老师讲完酶性RNA的有关知识后首先站起来“发难”：根据酶的定义，酶具有生物催化活性，所谓催化活性就是能改变反应速度而自身在反应前后化学性质不发生变化；一条单链DNA，以它为模板合成了另一条单链DNA或RNA，以一条RNA为模板合成蛋白质，这些分子反应前后性质不改变，柠檬酸经过三羧酸循环后，生成了二氧化碳和高能物质，而本身不发生性质变化。请问，这样的DNA、RNA或柠檬酸能否看作是具有催化活性？

　　老师被这突如其来的问题问住了，沉吟了一会，他灵机一动，把问题交给学生讨论。同学G反驳道：虽然它们在反应前后性质未发生改变，但它们没有改变其他反应的速度，因此仍不能称其为催化剂。

　　同学F：我可以放弃柠檬酸，但不放弃DNA和RNA。让我们想一想，如果没有模板，DNA、RNA和蛋白质的合成不但缓慢，而且是随机的，合成不了生物所需的物质。这难道不是加快反应速度吗？

　　开始有许多同学赞同F的意见。此时，曾受到表扬的同学B开始发表他的意见：根据现代语言逻辑学的观点，一个概念所包含的不应只是它的语词上的定义，还应包括其外延实体的其他重要的共同的性质，如酶的专一性，酶的一般结构特点。

　　有同学开始听不懂B的逻辑学知识，但F明白了，他迫不及待地反驳道：DNA和RNA作为模板的专一性比酶的专一性更强。

　　同学B：但是，RNA和DNA作为模板的专一性与酶作为催化剂的专一性在结构上有很大的差异性，如酶具有特异的空间结构，有活性中心，它们决定酶的专一性。

　　看看争论差不多暴露了问题和分歧点，必需进一步的知识才能澄清是非，老师建议这个问题待到把酶的结构特点弄清楚之后再争论。争论及时结束了。

　　酶的发现有一个长话短说的故事。上世纪中叶，围绕发酵原因，生物学家和化学家展开了一场旷日持久的大论战，远比上述争论激烈。引火者是施旺，他认为酒精发酵是一个生物学过程，是酵母完成的，酵母就像植物一样能把糖转化为酒精和二氧化碳。化学家李比希认为，空气和含糖物质接触就可以产生酵素，酵素传到糖分子可以使糖分解。著名的微生物学家巴斯德比较赞同施旺的观点，他认为发酵必须有活细胞参与。争论历时近半个世纪，未见分晓。

　　年轻的德国化学家毕希纳决定进行大量的实验来结束这场争论。1809年的一天，他把酵母压榨液和浓葡萄糖混在一起，搁置一旁，准备回家，这时他隐约闻到一股酒味。他大感意外，连夜重复实验，结果缓慢发酵果然开始了。仔细分析反应液，其中并无酵母，甚至把酵母杀死，酵母液仍能导致发酵。

　　毕希纳由此认为争论的双方都有错误。酵素不是凭空产生的，而是来自生活细胞，这一点李比希错了；但酵素可以离开细胞而发挥作用，这一点巴斯德错误。毕希纳的发现综合了两派的观点，并有所发展：生命细胞中进行着化学反应过程；这是现代生物学的基本常识。科学的发现，有时是可以走中间路线的。

　　毕希纳因其伟大的发现而荣膺1907年诺贝尔化学奖。顺便提一句，香港和台湾的科学书刊至今仍把“酶”(en-zyme)译称“酵素”。