酶的发现得益于人们对酿酒的兴趣。1833年，让--弗朗索瓦·佩尔苏兹发现，并不是麦芽使啤酒发酵成酒精，而是麦芽所发生的一种物质与这一转化有关。他把这种物质称为"淀粉酶"。在随后的20年里，其他类似的几种物质也相继被发现。右图：酶的计算机模式图。cnenzyme.com
1878年，德国科学家威廉·库内把这些物质命名为"酶"。他为格洛德·贝尔纳工作，发现消化和酿酒同样都依赖酶。1883年，库内发现胰腺分泌胰蛋白酶，这是一种消化蛋白质所必需的物质。
酶本身也是一种蛋白质。人体的每个细胞内含有约3000种酶。它们使人体内可发生化学反应，不仅是消化反应，还包括生物氧化和其他反应。酶使这些反应在正常体温下得以进行。如果没有酶，人的体温要升至300摄氏度才能使食物消化！
左图：在啤酒的酿造和酒精的蒸馏工序中，加入酵母（一种酶）至关重要。酵母使化学反应得以进行，使混合物中大多数的糖转化为酒精，这个反应过程叫做"发酵"。
酶是催化剂。这意味着化学反应的发生需要酶的参与，但酶在化学反应并没有发生变化。化学反应是指物质发生了转化，或与其他物质结合。燃烧和烹调就是化学反应的例子。
酶
（1）酶的化学本质：一般地说，酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质。近来有人提出，一些RNA分子也具有酶的催化作用。所以，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。
具有酶活性的蛋白分为简单蛋白和结合蛋白。所谓简单蛋白类的酶只有蛋白质成分，不含其他物质，如胃蛋白酶。结合蛋白质类的酶，由蛋白质和辅因子组成全酶（即全酶=酶蛋白+辅因子）。公式中的酶蛋白就是组成这类酶的蛋白质部分。辅因子是与酶蛋白结合的小分子部分，包括辅酶或辅基，辅酶是那些与酶蛋白结合得比较松的部分，而与酶蛋白结合得比较紧的部分就是辅基。
根据酶的催化反应类型可把酶分成以下六大类：氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、异构酶、合成酶。
（2）酶作用的特性
生物体内各种化学反应，几乎都是由酶催化的。酶所催化的反应叫醇促反应。酶促反应中被酶作用的物质叫做底物，经反应生成的物质叫做产物。跟其他催化剂一样，酶只促化反应，提高反应速度，而它本身的性质和数量在反应前后都不变。酶跟一般催化剂不同的是：
①易变性：酶是蛋白质，会被过热、强酸、强碱等因素破坏；
②专一性：任何一种酶只作用于一种或几种相关的化合物，这叫做酶对底物的专一性；
③反应条件温和：酶促反应在常温、常压、生理pH条件下进行；
④催化效率高：酶的催化率比一般催化剂高107～1013倍；
⑤酶有活性部分：酶起催化作用的部分叫活性基因，在形成"酶-底物"复合物后，它就跟底物分子作用。
（3）影响酶作用的因素
酶的催化作用，受到温度、pH和某些化合物等因素的影响。
酶的应用
酶不仅在生命活动中有着极为重要的意义，而且在工业、农业、医药以及科学研究中也日发挥它的巨大作用。
酶在工业上应用有很多优点：
1．酶的催化效率高，专一性强，不发生副反应。因此在工业生产上应用时，产率高、质好，便于产品提纯、简化工艺步骤。
2．酶作用条件温和。一般不需要高温、高压、强酸、强碱等条件。因此把酶应用于生产时，要求设备简单，并可节约大量煤、电和化工原料。
3．酶及其反应产物大多无毒性，适于在食品工业上应用，有利于改善劳动卫生条件。
由于酶具有以上这些优越性，这就决定了酶在工业中有着广泛的发展前途。1894年，日本科学家首次从米曲霉中提炼出淀粉酶，并将淀粉酶用作治疗消化不良的药物，从而开创了人类有目的地生产和应用酶制剂的先例。1908年，德国科学家从动物的胰脏中提取出胰酶（胰蛋白酶、胰淀粉酶和胰脂肪酶的混合物），并将胰酶用于皮革的鞣制。同年，法国科学家从细菌中提取出淀粉酶，并将淀粉酶用于纺织品的退浆。1911年，美国科学家从木瓜中提取出木瓜蛋白酶，并将木瓜蛋白酶用于除去啤酒中的蛋白质浑浊物。此后，酶制剂的生产和应用就逐步发展起来了。然而，在此后的近半个世纪内，酶制剂的生产一直停留在从现成的动植物和微生物的组织或细胞中提取酶的方式。这种生产方式不仅工艺比较复杂，而且原料有限，所以很难进行大规模的工业生产。1949年，科学家成功地用液体深层发酵法生产出了细菌α淀粉酶，从此揭开了近代酶工业的序幕。
早在1916年，美国科学家就发现，酶和载体结合以后，在水中呈不溶解状态时，仍然具有生物催化活性。但是，系统地进行酶的固定化研究则是从20世纪50年代开始的。1953年，德国科学家首先将聚氨基苯乙烯树脂重氮化，然后将淀粉酶等与这种载体结合，制成了固定化淀粉酶。1969年，日本科学家首先在工业上应用固定化氨基酰化酶生产出L?氨基酸。同年，各国科学家开始使用"酶工程"这一名称来代表生产和使用酶制剂这一新兴的科学技术领域。1971年，第一次国际酶工程学术会议在美国召开，会议的主题就是固定化酶的研制和应用。20世纪70年代后期，酶工程领域又出现了固定化细胞（又叫做固定化活细胞或固定化增殖细胞）技术。固定化细胞是指固定在一定空间范围内的、能够进行生命活动的并且可以反复使用的活细胞。1978年，日本科学家用固定化细胞成功地生产出α-淀粉酶。
我们知道，细胞中的一些物质之所以不能分泌到细胞外，原因之一就是细胞壁起到了阻碍作用。科学家设想，如果将细胞壁除去，就有可能使比较多的胞内物质分泌到细胞外，这就是科学家开展固定化原生质体研究的意图。1986年，我国科学家利用固定化原生质体发酵生产碱性磷酸酶和葡萄糖氧化酶等相继获得成功，为酶工程的进一步发展开辟了新的途径。
近20年来，在固定化酶、固定化细胞和固定化原生质体发展的同时，酶分子修饰技术、酶的化学合成以及酶的人工合成等方面的研究，也在积极地开展中，从而使酶工程更加显示出广阔而诱人的前景。早在19世纪末，就有了酶制剂的商品生产，目前国际市场上，商品酶制剂品种据不完全统计约有1000多种，使用范围极其广泛。
例如淀粉酶用于纺织品的退浆，可节约大量的碱并提高棉布质量。蛋白酶用于皮革工业的脱毛和软化，既节省了时间，又改善了劳动卫生条件。此外蛋白酶还可用于蚕丝脱胶、肉类嫩化、酒类澄清、或加入洗涤剂中以洗涤血渍和蛋白污物。
脂肪酶可用于食品增香、羊毛洗涤。
此外，葡萄糖异构酶可用来制造果糖浆，葡萄糖氧化酶可用来除去罐头中残余的氧。
由于酶制剂本身不够稳定、价格比较昂贵、使用后不能回收反复使用等缺点限制了酶制剂的进一步扩大使用。实践需要新的酶制剂类型，于是固定化酶就应运而生了。
固定化酶是通过吸附、耦联、交联和包埋等物理或化学的方法把酶连接到某种载体上，做成仍具有酶催化活性的水不溶酶。大多数酶被固定化后，其催化活性有所降低，专一性变化不大，但稳定性却提高了，有较长的有效寿命。在应用时，固定化酶和溶液酶相比其优越性是明显的。固定化酶可被反复使用，效率高，生产成本大大下降，其稳定性强，易与反应液分开，产品易于纯化，固定化酶在工业生产上的应用为生产自动化、管道化、连续化提供了条件。
最早的固定化酶是1953年制备的。1969年固定化氨基酸酸化酶在工业生产中被正式应用。发展到今天，酶的固定化工作有了长足的发展。不仅有许多酶被固定化，还发展到固定化菌体甚至增殖菌体，固定化细胞器、多酶体系以及酶-菌体共固定化系统，固定化动、植物细胞等并逐步地应用于工农业生产、医药卫生、环保、生化、化工等方面。随着固定化酶技术及物理、化学应用技术的发展，近年来国内外设计出了多种酶传感器，做为探测元件用于临床检验和生化分析。为了充分发挥酶在生产中的潜力，制成了多种酶反应器和多酶反应器。
总之，这种把酶和细胞直接应用于化学工业的反应体系，利用酶的催化作用把相应的原料转化成一定产品的技术就是当今所谓的"酶工程"。简言之，酶工程就是指酶的生产、制备和应用。关于这方面的研究各国都给予了高度重视，其发展速度是相当快的。
有些酶在科学研究工作中是重要的工具，譬如 DNA限制性内切酶和连接酶就是进行基因工程必不可少的工具酶。
另外，在医学上常常通过测定血液或其他体液中酶的活性，来诊断某些疾病和了解病情的发展。例如，急性胰腺炎患者，血清和尿中淀粉酶活性显著升高。患肝炎和心肌炎时，血清中转氨酶活力增高。又如，有机磷农药中毒时，神经组织的胆碱酯酶受到抑制、血清中胆碱酯酶的活力也下降。
酶还常常用于治疗某些疾病。如胃蛋白酶、胰酶制剂可增进消化能力。L-天冬酰胺酶可用来治疗白血病。胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶可用于外科化脓性创口的净化以及胸腔或腹腔间浆膜粘连的治疗。
淀粉酶和纤维素酶也可用来处理饲料，以增加饲料营养价值，青贮饲料、糖化饲料等的制作也是利用微生物体内酶的作用。
酶作用的专一性和在低浓度下催化底物发生反应的能力，使得酶可以做为分析试剂在化学分析中应用。随着商品酶制剂的增多，酶法分析已成为一项常规分析技术。
以上介绍的都是天然酶或经过加工改造的天然酶的应用。近些年来，科学家们还致力于研制自然界中不存在的全新的酶类。如抗体酶、人工模拟酶795_0122_0。chemzyme795_0122_1 等。这种创造性的工作将会使酶的应用具有更新更广的诱人前景。
