酶如何降低活化能

許多本應發生的化學反應——本可燃燒的燃料、本可分解的食物——卻幾乎紋絲不動地停在那裡，因為路上有一座山擋著。即便是一個總體上釋放能量的反應，也必須先爬到一個彆扭的、高能的中間排布，才能順勢滾下坡、生成產物。那座山就是活化能，而酶的全部把戲，就是把它降低。

想像兩座山谷之間的一處山口。反應物坐在一座山谷裡，產物在另一座更低的山谷裡，但要過去，你必須先爬上山口——過渡態，反應進行到一半時原子那種緊張、不穩定的排布。山口越高，能量足以翻越的分子就越罕見，反應也就越慢。酶並不去推平這座山，也不改變哪座山谷更低；它另開一處更低的山口。通過把反應分子握在恰當的位置，尤其是通過緊緊結合並穩定那個緊張的過渡態，酶讓攀爬小得多，於是每秒翻越的分子大大增多。反應可以加快數百萬乃至數十億倍。

兩點誠實的說明使這一切不致淪為魔法。其一，酶只能加速一個本就會朝那個方向進行的反應；它無法獨自讓一個能量上爬坡的反應發生，也不改變最終的平衡點，只改變達到那個平衡的快慢。其二，酶是催化劑——它不被消耗。它幫一個分子翻過山口，鬆手，再轉向下一個，循環往復。這正是為什麼極少量的酶就能處理大量的底物。