更新时间：作者：小小条
催化方式 | 主要作用阶段
| 核心贡献 | 与生命复杂性的关系 |
自催化 | 前生物阶段 (40～38亿年前) | 分子复杂性涌现，复制循环基础 | 秩序的种子 |
金属催化 | 前生物阶段→LUCA时期 | 前生物合成桥梁，古老酶辅因子 | 无机到有机的纽带，核心化学的基石 |
电催化 | 前生物环境→LUCA核心特征 | 生物能量转换的物理基础 | 能量代谢的引擎（质子梯度/电子传递） |
光催化 | LUCA后分支演化 (35亿年前起) | 解锁太阳能，驱动产氧光合革命 | 改变地球生态的能源革命 |
酶催化 | RNA世界（约35亿年前）→至今 | 高效、特异、可调控的代谢与遗传，生命复杂性支柱 | 现代生物化学的绝对核心 |
酶可能由短肽或RNA辅助的肽合成而来，有更高的催化效率和多样性，逐渐在许多功能上取代了核酶，控制了成千上万种生命的合成机制（DNA复制合成涉及多种不同种类的蛋白酶）。由于有遗传密码的指导（可能与氨基酸和RNA之间的亲和性有关），蛋白质酶的合成非常精确。在每个酶分子内部，都有一个很小的酶活性中心。酶的氨基酸序列通过疏水作用、氢键、范德华力等自发折叠成三维构型。肽链上的催化基团和结合基团在一级结构上可能相距很远，但通过肽链盘绕、折叠，在空间结构上相互靠近，组成独特的空间结构，能与底物结合转变为产物。有些酶在一条肽链上具有多个活性中心，能完成多种催化功能。
酶的合成过程离不开中心法则的主导作用，遗传信息从DNA到RNA再到蛋白质的流动，使蛋白质的合成被精确编程。
图：酶的活性中心示意图
【酶的活性中心与底物的结合力虽然很弱，却可能是生物“活”起来的主要推手。酶的出现，标志着自然界化学反应的“主持人”已经更换了，生物自己合成出来的酶开始主导大局，独自决定物质和能量如何被引导到细胞活动中。酶催化反应的途径在所有生物体中是相同的。细胞通过调节酶的合成，调控代谢产物的需求。不过由于每种酶只催化一种反应，细胞中的每种反应都须由不同的酶催化，每个细胞都需要成千上万种不同的酶。描绘细胞内代谢及酶调节的全貌，是一项艰巨的工作。】
图：酶催化
生命最终选择了酶催化作为主导方式，构建和维持了高度复杂、有序、适应环境的细胞系统。其他催化方式起到了“踏脚石”和“基石”的作用，被酶系统整合为一体并不断优化，实现了对自身生化反应的全面掌控。这一切都离不开自组织的整合与引领，自催化是“自组织”和“复杂性涌现”的起点，肽链、RNA链、脂质体在界面催化、碱基互补配对、疏水作用的引领下，合成出千变万化的各种酶。酶催化是自组织进入“现代生物”阶段的绝对核心和主导力量，最终导致了自复制系统、代谢网络和膜结构的整合，为生命的诞生和进化打下了基础。
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