Moderní věda zjistila, že mnoho základních biologických procesů by bez enzymů nebylo možné. Život na Zemi závisí na biochemických reakcích, které mohou probíhat přiměřenou rychlostí pouze tehdy, když jsou katalyzovány enzymy. Enzymatické reakce však stále mohou nastat příliš pomalu, pokud je koncentrace enzymů v reaktivním systému nízká.
Zrychlené reakce
Enzymy pomáhají chemickým reakcím tím, že způsobují interakci molekul způsobem, který snižuje množství energie potřebné k zahájení reakce. Tato energie, známá jako aktivační energie, je dodávána prostředím. Například okolní tepelná energie spojená s teplotou prostředí může být použita jako aktivační energie. Rychlost chemických reakcí v biologickém prostředí je často omezena omezeným množstvím okolního prostředí energie, ale enzymy toto omezení překonávají, protože umožňují menšímu množství energie aktivovat více reakce.
Jeden enzym, jedna reakce
Ve většině situací má klesající koncentrace enzymu přímý vliv na aktivitu enzymu, protože každá molekula enzymu je schopna katalyzovat pouze jednu reakci najednou. Molekula, na kterou se váže enzym, se nazývá substrát. Obecně se jeden enzym váže na jeden substrát, aby se snížila aktivační energie pro jednu chemickou reakci. Pokud jsou všechny enzymy v systému vázány na substráty, musí další molekuly substrátu počkat, až bude enzym dostupný po dokončení reakce. To znamená, že rychlost reakcí se bude snižovat se snižováním koncentrace enzymu.
Vztah jedna k jedné
Ve většině biologických prostředí je koncentrace enzymů nižší než koncentrace substrátů. Pokud je to pravda, vztah mezi koncentrací enzymu a aktivitou enzymu je přímo úměrný. Na grafu, který ukazuje rychlost reakce versus koncentrace enzymu, vypadá tento přímo úměrný vztah jako přímka se sklonem jedné. Jinými slovy, jeden další enzym zvyšuje rychlost o jednu reakci za jednotku času a jeden odstraněný enzym snižuje rychlost o jednu reakci za jednotku času.
Enzymy bez substrátů
Výjimkou z přímo úměrného vztahu je to, že klesající koncentrace enzymu nebude vést ke snížení aktivity enzymu, pokud je koncentrace substrátu nižší než koncentrace enzymu. V této situaci nemají odstraněné enzymy žádný účinek, protože systém má stále dostatek enzymů k navázání na všechny dostupné substráty. Graf aktivity enzymu versus koncentrace enzymu se tedy nakonec vyrovná do rovné linie, jak se koncentrace enzymu zvyšuje na hladinu, která je podobná koncentraci substrátu.