如果在显微镜下面观察，就会看到固氮酶遇到氧气后形态的变化：固氮酶开始是针状结晶，彼此相互结合成丝状长条，而后弯曲，如乱发一般，最后晶体形状消失，这时固氮酶的活性也消失了。
我们知道固氮酶主要有钼铁蛋白和铁蛋白组成，它们都是“怕”氧的，而且铁蛋白比钼铁蛋白更加“怕”氧，例如棕色固氮菌中的钼铁蛋白在空气中暴露10分钟，固氮活性就丧失一半；它的铁蛋白在空气中只需暴露30秒，活性就会丧失一半。
固氮酶在有氧气的情况下既不具有催化活性也不能进行生物合成；固氮酶这种古怪的脾气可“难为”了固氮微生物。这类微生物正常生活离不开氧，它们的呼吸代谢也需要氧气；但怎样利用氧气而又不破坏自己的固氨酶呢？原来，它们采取不同的方式来解决，有的进行高强度呼吸来迅速消耗固氮酶周围的氧分子，使固氮酶处于无氧环境；有的固氮酶发生构象变化，使敏感部位隐藏起来；有的将固氮酶包围在细胞内的膜中，防止氧气的伤害……
固氮酶“怕”氧气的古怪特性给科学研究带来了很大的困难，在实验中分离、提纯和贮藏固氮酶，以及测定固氮酶活性时，操作上必须严格无氧，否则固氮酶很快就失去活性，使整个实验功亏一篑。
至此，人们不仅要问：固氮酶为何这样“怕”氧气呢？
科学家们认为，氧对固氮酶有损害作用，氧气可能从固氮酶的四个部位抑制固氮活性：电子受体部分，电子光化学传递部分，三磷酸腺苷（ATP）水解部分和固氮酶与底物结合的中心部分。
有人发现三磷酸腺苷（ATP）能诱导氧气对固氮酶的损伤作用，加快固氮酶失活，在这个过程中，镁离子起着激活剂的作用。如巴氏梭菌固氮酶中的铁蛋白在有镁离子时才能和ATP结合，结合后对氧气特别敏感。
根据这一发现，英国的科学家提出了一个假设。
这个假设认为三磷酸腺苷（ATP）可以诱导铁蛋白发生可逆构型上的改变，从而使其对氧气特别敏感。容易受到氧气的损害。
总之，对于固氮酶“怕”氧气的原因，虽然有种种假说和猜测，但迄今仍是未解的科学之谜。
负荷素是什么
不久前，日本德岛大学的通口教授从细胞线粒体内膜分离到一种奇怪的蛋白质，初看，它跟一般的蛋白质并无两样，但是，一旦在膜的周围积有电能，它就会像生物电池那样分成正负两极，并把电能转换成化学能，并把它储藏起来。由于它有把电能转化成化学能的本领，故通口教授给它一个雅号——负荷素。
大家知道，在生物体中ATP是肌肉内收缩，蛋白质合成、生物发光等生物活动的能源，所有生物在分解食物后，最终以带电的氢离子的形式将能量储藏起来。但是电能一般不能为生物体直接利用，必须将它转变为化学能，才能为ATP保藏起来备用。负荷素就担当起这个重大任务，它在ATP合成最终阶段把电能转化成化学能，并交给了ATP。
对于通口教授的这一发现，人们给予很高的评价，例如日本名古屋大学小泽教授认为通口教授发现负荷素好比发现生物体内“电池”，这一发现对生物体内能量的研究具有重要意义。
然而，对负荷素的研究，仅仅是万里长征的第一步，据通口测定，负荷素的分子量约有8000和13000两种，它们的结构迄今还不清楚，它在生物体内能量转换机理更是茫然无知，还有待后来者去探索。
软骨促生素为什么能促进软骨生长
美国加利福尼亚州帕落阿尔托骨胶公司已从动物骨中分离出一种新的物质，它可以促使骨周围的结缔组织细胞形成软骨，所以被命名为软骨促生素。
目前，帕落阿尔托公司从母牛骨中提取出的软骨促生素，已治愈许多动物的骨折，治疗方法极为简单，只要将软骨促生素涂到动物骨折的部位，要不了多久，动物骨折就会迅速治愈，同时，它还可以使衰老的骨头再次强壮起来。
那么，软骨促生素是什么物质？为什么会促使软骨生长呢？
如何提取软骨生长素，该公司迄今还保密着，据别人分析，软骨促生素是一种激素，其化学结构是一种复杂的蛋白质。该公司研究室已开始研究用基因组织方法来生产软骨促生素。至于软骨促生素促进软骨生长的机理，至今它是一个有待揭开的谜。
水果自身变色的化学机制是什么
当你切开一个苹果，要不了几分钟，它就会变成咖啡色，久之又变成黑褐色。不仅苹果，许多果子如梨、桃等，碰坏了它们的表皮，露出果肉部分，自己就会变色，这就是所谓的水果自身变色。
那么，水果自身变色的奥秘何在呢？
原来，水果体内含有一种能使水果自身变色的“法宝”——氧化酶，它是由碳、氢、氧、氮等元素组成的蛋白质，是一种水果体内的生物催化剂，虽然它在水果中含量极微，一般只含10到几百个微克（1‰毫克），但它的本领大得惊人，在常温常压下，可催化氧气氧化水果内糖、酚等变成有色物质。
果皮中不含氧化酶，因此，空气中氧气与果皮长期接触不发生变化；一旦果子被切开或碰坏表皮，那么果肉中的氧化酶就很快催化氧气氧化果实中的有机物变色。此外，铜、铁等元素，有增加氧化酶的活性作用，所以用刀切水果变色快的原因就在于此。
如果不碰伤水果表皮，它是否就能长期不变色呢？
这也是不可能的。事实上不论保藏得多么好的水果，时间一长，总会变色，以至腐烂，这是水果中催熟法宝——乙烯和氧化酶联合作用的结果。
当水果放到一定时间后，水果自身会放出催熟法宝乙烯来。它能增加细胞呼吸，加速果实细胞合成糖、核酸等物质，同时放出水。这样一来，一方面使果实增加糖分、自身变软、产生香味，另一方面由于大量水的放出，便使自身膨胀，果实就会自动地裂开，使果肉接触空气，于是，果肉中的氧化酶便发挥作用，催化空气中氧气，氧化果实内的糖、酚、维生素C等物质，使之变色，以至腐烂。
植物果实变色的机制，正是它适应生存的一种本领。那么，是谁“指挥”它这样干的呢？它与外界条件的关系又是什么呢？
生物催化剂都是蛋白质吗
20世纪初，德国的生物化学权威人士，诺贝尔奖金获得者维斯塔特教授认为酶不是蛋白质，它只以蛋白质作为载体，是一种附着在蛋白质上的催化剂，当时的生物化学界也普遍赞同他的观点。
然而美国康奈尔大学的一个独臂青年萨姆纳对此提出了不同的意见，他下决心要揭开酶的“庐山真面目”。他不顾残缺的身躯以惊人的毅力，用一只手奋斗了9年。终于在1926年提取出了脲酶结晶，证明了它是蛋白质。萨姆纳因此获得了1946年诺贝尔化学奖。
半个多世纪以来，人类已发现了2000多种酶，其中被结晶出的酶也有100多种，它们无一不是蛋白质。所以长期以来似乎已经形成了这样一个概念：生物催化剂都是蛋白质“家族”中的酶。
1972年，有些科学家发现了一个奇特的现象：有一些由蛋白质和核酶两部分构成的酶（如：核糖核酸酶P、磷酸果糖激酶等），如果除去其中的核糖核酸，它们就失去了酶的催化活性。后来有人用实验证明，将这些酶中的蛋白质除去以后，核糖核酸部分单独就具有酶的活性。
1982年春天，美国波尔多大学的生物化学家西卡及其同事们研究了一种名叫嗜热四膜虫（Tetralymena）的单细胞微生物，他们发现存在于这种微生物核糖体中的“前体核糖核酸”
（ribozyme）能够自我拼接，产生核糖核酸产物。他们用各种实验方法进行分析后，发现其中没有酶催化，而是核糖核酸自己催化自己的反应，就是说，前体核糖核酸也是一种生物催化剂。
后来，西卡对这一奇特的发现进行了悉心研究，证明前体核糖核酸具有很高的催化效率，能有效地降低反应物分子的活化能，使共价键断裂和再生；它的催化具有很强的选择性，在核糖核酸的130个部位中，只能使两个特定部位的键断裂。
这两项鼓舞人心的发现，说明核糖核酸和前体核糖核酸都有催化作用。那么，核酸类催化剂与酶有何异同呢？
这两者都有严格的专一性，它们只能催化少数同类反应物甚至某一种反应物、某一部位的化学变化。另外它们都具有很高的催化效率，能使复杂的化学反应在一般条件下高效快速地完成。还有，它们的催化活性很容易受温度、酸碱性等因素的影响，在高温和强酸强碱的条件下会失去活性，有些金属离子会降低甚至破坏它们的催化活性。
但是它们也有不同之处，那就是酶在催化反应后本身的组成不变，能够恢复催化活性。
而核糖核酸和前体核糖核酸是“自我催化”，在催化后本身发生了组成上的变化，再就没有催化作用。
对新的生物催化剂的发现，有人给予高度的评价，认为这是近十几年来生物化学上最激动人心的成果之一，它冲击了“生物催化剂就是蛋白质类的酶”这个传统的观点。有人认为这有助于解决“先有核酸还是先有蛋白质”这个生命起源上的难题。
这一发现也使人产生了一系列疑问：核酸类催化剂是否也像酶那样有上百种甚至上千种？核酸类催化剂是否也像酶那样有一个“活化中心”？核酸类催化剂除了催化自己的反应外，能不能催化其他反应？这些问题需要我们进一步探索。
聚乙烯硫酸盐的神奇作用何在
