試験管に入れた過酸化水素水に、ニワトリやブタのレバー(肝臓)の小片を入れると、泡がさかんに出てきます。
泡に火のついた線香を近づけると、線香は炎を上げて燃えます。このことから、泡は酸素で、過酸化水素が水と酸素に分解されたことが分かります。
レバーの中には、この分解を進める何かがあると考えられます。それが、カタラーゼという酵素です。
何も入れない試験管や、煮たレバーを入れた試験管からは、泡がほとんど出ません。酸化マンガン(IV)を入れると、生のレバーと同じように泡が出ます。
酵素はタンパク質でできていて、熱を加えると形が変わり、はたらかなくなります。煮たレバーで泡が出ないのは、そのためです。
泡が止まったレバーの試験管に過酸化水素水を足すと、また泡が出ます。酵素は反応の前後で変化せず、なくならないので、何度もはたらきます。
酵素がはたらきかける物質を、基質といいます。酵素には決まった形のくぼみがあり、くぼみに合う形の基質だけが入って、反応が進みます。
反応が終わると、できた物質は酵素からはなれ、酵素はもとのままで次の基質にはたらきます。形の合わない物質には、はたらきません。
細胞の中では、たくさんの種類の反応が、それぞれ別の酵素によって進められています。
酵素のはたらきは、温度によって変わります。ヒトの体の中ではたらく酵素の多くは、体温に近い 35〜40 ℃ くらいで最もよくはたらき、この温度を最適温度といいます。
それより温度が高くなると、酵素の形がくずれて基質が入れなくなり、反応が急に遅くなります。一度くずれた形は、温度を下げてももとにもどりません。
酵素のはたらきは、液の pH によっても変わります。最もよくはたらく pH を最適 pH といい、酵素の種類によってちがいます。
胃液にふくまれるペプシンは pH 2 くらいの強い酸性で、だ液のアミラーゼは pH 7 くらいの中性で、すい液のトリプシンは pH 8 くらいの弱いアルカリ性で、最もよくはたらきます。
それぞれの酵素は、はたらく場所の pH でよくはたらきます。胃液は強い酸性、すい液は弱いアルカリ性です。