陶冶性情的韻律——華夏藝術（下）

1.“酶”，一個可以反駁的定義

　　大學課堂裏，酶概念被繼續討論著。一個在討論中一直沉默，似乎被一種難以言明的煩惱所困擾的同學F，在老師講完酶性RNA的有關知識後首先站起來“發難”：根據酶的定義，酶具有生物催化活性，所謂催化活性就是能改變反應速度而自身在反應前後化學性質不發生變化；一條單鏈DNA，以它為模板合成了另一條單鏈DNA或RNA，以一條RNA為模板合成蛋白質，這些分子反應前後性質不改變，檸檬酸經過三羧酸循環後，生成了二氧化碳和高能物質，而本身不發生性質變化。請問，這樣的DNA、RNA或檸檬酸能否看作是具有催化活性？

　　老師被這突如其來的問題問住了，沉吟了一會，他靈機一動，把問題交給學生討論。同學G反駁道：雖然它們在反應前後性質未發生改變，但它們沒有改變其他反應的速度，因此仍不能稱其為催化劑。

　　同學F：我可以放棄檸檬酸，但不放棄DNA和RNA。讓我們想一想，如果沒有模板，DNA、RNA和蛋白質的合成不但緩慢，而且是隨機的，合成不了生物所需的物質。這難道不是加快反應速度嗎？

　　開始有許多同學讚同F的意見。此時，曾受到表揚的同學B開始發表他的意見：根據現代語言邏輯學的觀點，一個概念所包含的不應隻是它的語詞上的定義，還應包括其外延實體的其他重要的共同的性質，如酶的專一性，酶的一般結構特點。

　　有同學開始聽不懂B的邏輯學知識，但F明白了，他迫不及待地反駁道：DNA和RNA作為模板的專一性比酶的專一性更強。

　　同學B：但是，RNA和DNA作為模板的專一性與酶作為催化劑的專一性在結構上有很大的差異性，如酶具有特異的空間結構，有活性中心，它們決定酶的專一性。

　　看看爭論差不多暴露了問題和分歧點，必需進一步的知識才能澄清是非，老師建議這個問題待到把酶的結構特點弄清楚之後再爭論。爭論及時結束了。

　　酶的發現有一個長話短說的故事。上世紀中葉，圍繞發酵原因，生物學家和化學家展開了一場曠日持久的大論戰，遠比上述爭論激烈。引火者是施旺，他認為酒精發酵是一個生物學過程，是酵母完成的，酵母就像植物一樣能把糖轉化為酒精和二氧化碳。化學家李比希認為，空氣和含糖物質接觸就可以產生酵素，酵素傳到糖分子可以使糖分解。著名的微生物學家巴斯德比較讚同施旺的觀點，他認為發酵必須有活細胞參與。爭論曆時近半個世紀，未見分曉。

　　年輕的德國化學家畢希納決定進行大量的實驗來結束這場爭論。1809年的一天，他把酵母壓榨液和濃葡萄糖混在一起，擱置一旁，準備回家，這時他隱約聞到一股酒味。他大感意外，連夜重複實驗，結果緩慢發酵果然開始了。仔細分析反應液，其中並無酵母，甚至把酵母殺死，酵母液仍能導致發酵。

　　畢希納由此認為爭論的雙方都有錯誤。酵素不是憑空產生的，而是來自生活細胞，這一點李比希錯了；但酵素可以離開細胞而發揮作用，這一點巴斯德錯誤。畢希納的發現綜合了兩派的觀點，並有所發展：生命細胞中進行著化學反應過程；這是現代生物學的基本常識。科學的發現，有時是可以走中間路線的。

　　畢希納因其偉大的發現而榮膺1907年諾貝爾化學獎。順便提一句，香港和台灣的科學書刊至今仍把“酶”(en-zyme)譯稱“酵素”。