Вскоре другим исследователям, американцам Дж. Самнеру и Д. Нортропу, удалось получить ряд ферментов в чистом, кристаллическом виде и доказать, что они являются белками. Таким образом, учение о ферментах из области догадок перешагнуло в сферу точного исследования.
Установление белковой природы ферментов — факт чрезвычайной и принципиальной важности. Со школьной скамьи мы помним научное определение жизни, данное Ф. Энгельсом: «Жизнь есть способ существования белковых тел». В те времена о белковой природе ферментов еще не было известно: тем замечательнее сила научного предвидения Энгельса. Белки — это основа жизненных процессов, важнейшая составная часть живого вещества.
А так как тысячи химических реакций живого организма, огромное большинство всех непрерывно осуществляющихся в нем химических превращений протекают при участии ферментов — белков, то становится понятным, почему жизнь без этих ускорителей реакций невозможна.
«КЛЮЧИ» ЖИЗНИ
Какие же свойства ферментов делают их основой жизни?
В первую очередь, конечно, их способность резко изменять (обычно в сторону ускорения) темпы химических превращений. Такая высокая активность весьма характерна для биологических катализаторов, действующих в живых организмах. Можно смело утверждать, что самой жизни не было бы, не будь необычайной скорости, с которой в организмах совершаются различные химические превращения.
В процессе становления жизни на Земле могли образоваться скопления органических соединений, похожие на известные нам белки. Но процессы в них протекали очень вяло, можно сказать, что жизнь в них едва теплилась. А теперь представьте себе: на кучу тлеющих углей вылили бензин, вспыхнул яркий огонь. Подобным образом действовал на белки и первый фермент. Именно он обеспечил наибольшую скорость химических процессов и сделал белок живым существом с характерным для него обменом веществ.
Есть еще одно любопытное свойство ферментов, как катализаторов.
Химические превращения могут быть обратимыми. Например, какое-либо вещество распадается, но при определенных условиях продукты этого распада, соединяясь, образуют первичное вещество. Доказано, что ферменты ускоряют как прямую, так и обратную реакцию. Другими словами, они способствуют не только расщеплению, распаду, но и, наоборот, воссоздают, синтезируют из продуктов распада более сложные вещества, причем один и тот Же фермент может осуществлять и распад, и синтез.
Ферменты очень чувствительны к температуре. Все они — белки, а для белков характерны сильные изменения под действием высокой температуры. Это легко подтвердить примером из повседневной практики, нагревая куриное яйцо. Следует отметить, что нагревание до 40–50 градусов повышает способность ферментов ускорять химические реакции, катализировать их. Дальнейшее нагревание начинает снижать эту активность, а при температуре выше 90 градусов ферменты полностью утрачивают свои каталитические свойства, инактивируются.