Съвременната наука откри, че много основни биологични процеси биха били невъзможни без ензими. Животът на Земята зависи от биохимичните реакции, които могат да се случат с адекватна скорост само когато са катализирани от ензими. Но ензимните реакции все още могат да се появят твърде бавно, ако концентрацията на ензими в реактивна система е ниска.
Ускорени реакции
Ензимите подпомагат химичните реакции, като карат молекулите да си взаимодействат по начин, който намалява количеството енергия, необходимо за започване на реакция. Тази енергия, известна като активираща енергия, се доставя от околната среда. Например, околната топлинна енергия, свързана с температурата на околната среда, може да се използва като енергия за активиране. Скоростта на химичните реакции в биологична среда често е ограничена от ограничени количества от околната среда енергия, но ензимите преодоляват това ограничение, защото позволяват по-малко количество енергия да активира повече реакции.
Един ензим, една реакция
В повечето ситуации намаляващата ензимна концентрация оказва пряко влияние върху ензимната активност, тъй като всяка ензимна молекула е в състояние да катализира само една реакция наведнъж. Молекулата, с която се свързва ензим, се нарича субстрат. По принцип един ензим се свързва с един субстрат, за да намали енергията на активиране за една химическа реакция. Ако всички ензими в дадена система са свързани със субстрати, допълнителни субстратни молекули трябва да изчакат ензимът да стане достъпен след завършване на реакцията. Това означава, че скоростта на реакциите ще намалява с намаляването на ензимната концентрация.
Връзка един към един
В повечето биологични среди концентрацията на ензими е по-ниска от концентрацията на субстрати. Докато това е вярно, връзката между ензимната концентрация и ензимната активност е право пропорционална. На графика, която показва скоростта на реакция спрямо концентрацията на ензима, тази пряко пропорционална връзка изглежда като права линия с наклон от единица. С други думи, един допълнителен ензим увеличава скоростта с една реакция за единица време, а един отстранен ензим намалява скоростта с една реакция за единица време.
Ензими без субстрати
Изключение от пряко пропорционалната връзка е, че намаляването на ензимната концентрация няма водят до намалена ензимна активност, ако концентрацията на субстрата е по-ниска от концентрацията на ензима. В тази ситуация отстранените ензими нямат ефект, тъй като системата все още има достатъчно ензими, за да се свърже с всички налични субстрати. По този начин, графика на ензимната активност спрямо ензимната концентрация в крайна сметка ще се изравни в равна линия, тъй като концентрацията на ензима се увеличава до ниво, подобно на концентрацията на субстрата.