在生物工程中,有一位魔术师——酶工程．大自然中的各种生物在它的指点下,协调地演奏起一章章如诗如画的生命交响曲来,世界因此而生机勃勃、色彩斑斓．它又如熊熊燃烧之炬,点燃生命之火,使生命的光辉照耀千秋万代．可以说,凡是有生命的地方就有酶在那里活动．无论是鸟兽鱼虫还是花草树木,无论是高等的还是低等的,动植物都需要酶来维持生命．人,更是须臾不可离酶,新陈代谢过程的各种阶段,都须＂望‘酶’止渴＂．还有,当你品尝鲜嫩的猪肉,香酥的面包,品尝芳香四溢的葡萄酒；当你穿着洁净的衣服,锃亮的皮鞋＂潇洒＂时；当你不慎染上某些疾病,医生为你诊治时,等等,这里面都有酶参与,都有酶的功劳．你看,酶真是无所不能,无处不在!

酶这么神奇,它究竟是一种什么物质? 说起来很简单,酶是一种生物体产生的具有催化功能的特殊蛋白质．它的魔力是在常温、常压下催化生物体内的各种生物化学反应,而它本身却在这些变化中保持原样．它和化工厂里的催化剂一样,可以自如地控制生物体内的化学反应,因此酶有＂活催化剂＂ 之称．它有较强的高效性,如果没有酶的催化,生物的进化历程可能要退回 30 亿年。

极为有趣的是,古代以来人们一直利用酶酿酒、发酵制作面包、奶酪、饴糖等等,却长时期不知道酶的存在．这样的历史竟不知不觉延续了数千年．直到19 世纪30年代,德国科学家施万发现了胃蛋白酶,化学家帕图和波索兹发现了淀粉酶,90年代布希纳兄弟从得到的纯净酵母液中发现了多种酶．本世纪20年代,美国科学家萨姆纳从刀豆中提取出一种结晶形的新物质,弄清了酶就是蛋白质,为此他获得诺贝尔化学奖金．从此,人们才逐步认清＂庐山真面目＂,才意识到酶的重要作用,现代微生物酶技术才真正起步．到现在为止,人类已经完全能确定其成分和功能的酶有3000 多种。

酶有两大特点是引人注目的．一是高效,二是专一。

所谓高效,是指酶的催化能力的强大．对许多化学反应来说,往往可以找到一些能加速反应的化学催化剂．然而,酶的催化能力要比化学催化剂高出107～1013 倍．就拿纤维素的分解来说,用5％的硫酸,在4～5 个大气压、 100 多摄氏度的条件下,四五个小时只能使纤维稍稍松动．而一旦纤维素酶出场,而且只是那么一点点纤维素酶,在常压、40 摄氏度的条件下,四五个小时可以使50％的纤维素分解成葡萄糖．这几乎就是牛胃里发生的反应,只不过容器换了一下。

所谓专一,是指一种酶只能作用于具有一定结构的物质．形象一点的说法就是＂一把钥匙开一把锁＂、＂一个萝卜填一个坑＂．纤维素酶只能把纤维素分解成葡萄糖,碰到蛋白质、淀粉、脂肪之类,它是无动于衷的．同样,那鹰胃里的胃蛋白酶,只对蛋白质＂情有独钟＂,对纤维和其他有机物分子就毫无办法了．鹰胃里除了主力军胃蛋白酶之外,还有淀粉酶、纤维素酶、脂肪酶等许多酶；牛胃里除了主力军纤维素酶之外,也还有胃蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等许多酶．这些酶分工明确,各司其职,专找特定的对象＂开刀＂。

酶除了高效、专一这两大特点之外,还有一个显著的优点是它的催化作用都是在常温、常压之下完成的．酶是生物催化剂,它是在生物体内起作用的,当然与高温、高压无关了。

由于酶具有那么明显的优点,人们开始考虑,能不能把它从生物体内取出来,专门来催化一些重要的化学反应呢? 这样不是能在更广阔的天地里发挥它的优势了吗?

于是,酶工程应运而生了。