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大多數化學反應在室溫下進行得非常緩慢。這在大多數時候是好訊息，否則環境的隨機部分會定期爆炸，但對於需要反應發生的工業過程來說是壞訊息。為了加速它們，使用了催化劑。催化劑是任何加速反應而不參與反應的物質，因此在反應結束時，您擁有的催化劑量與開始時相同。
工業催化劑通常是金屬，因為大多數金屬都具有大量電子，這些電子對於它們需要多靠近中心原子有點漫不經心。這使得金屬可以使用這些電子來幫助反應，然後在反應結束後將其收回。例如，用於製造氨的鐵基催化劑（哈伯-博世法）和用於製造飽和脂肪的鎳催化劑。
生物催化劑的工作原理非常不同。生物催化劑不是具有快速移動電子的金屬，而是稱為酶的大型複雜分子，其中包含供反應物嵌入的特定口袋。一旦它們被困在酶內部，酶就會幫助反應，或者透過與反應物形成臨時鍵以幫助它們結合在一起，或者只是將它們保持得足夠靠近以實際反應並形成產物。
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大多數酶存在於有機生命體內部，這意味著它們不需要高溫即可發揮作用，而金屬催化劑往往需要一點能量才能啟動。事實上，如果加熱到遠高於其最佳溫度（大多數酶約為 40 度，儘管某些細菌酶可以在 100 度下工作），酶會變性或分解。在某些情況下，例如在生物洗衣粉中，這可能是一個巨大的好處，因為這意味著反應所需的能量更少，並且衣服可以在較低的溫度下洗滌。然而，在某些工業過程中，需要高溫來提高反應速率，因此將所有物質冷卻到 40 度是不切實際的。
關於酶的另一個重點是，與金屬催化劑不同，它們具有令人難以置信的特異性。由於反應物嵌入酶內部的口袋中，因此每種酶只能容納它要催化的分子。而且由於酶是大型複雜分子，因此簡單地設計它們以適應您需要的反應物並不容易。同樣，這對於生物洗衣粉來說很好，因為有大量的酶已經進化出來分解蛋漬、血漬，並在毛衣上形成奇怪的小球。對於化學過程來說，這可能會更困難——沒有多少生物體進化出來去除汽油中的有毒氣體或合成二氧化硫。
目前正在進行一些工作，旨在為特定目的設計酶，以期增加可以透過生物手段催化的反應數量。然而，這並不是世界上最容易的工作，因為酶是由以奇怪而有趣的方式摺疊而成的大量蛋白質鏈組成的，並且調整酶的一部分可能會對整個分子產生不可預見的後果。然而，這是一個令人興奮的研究領域，對工業和醫學研究以及學術界都具有影響。
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