Enzyme sind Eiweißmoleküle, die eine bestimmte Form annehmen, die es ihnen ermöglicht, biochemische Reaktionen im Körper zu beschleunigen und somit als Katalysator zu wirken. Die Geschwindigkeit, mit der ein Enzym arbeitet, hängt stark von einer Reihe von Schlüsselvariablen ab, darunter Temperatur, pH-Wert und Konzentration.
Die Enzymaktivität hat einen starken Zusammenhang mit der Temperatur. Mit steigender Temperatur steigt auch die Enzymaktivität, da die Anzahl der Kollisionen zwischen den reagierenden Molekülen und den Enzymen zunimmt. Eine weitere Erhöhung der Temperatur führt zu einem Peak der Enzymaktivität. Für menschliche Enzyme beträgt diese Spitzentemperatur ungefähr 98,6 Grad Fahrenheit, was unserer Körpertemperatur entspricht. Jede weitere Temperaturerhöhung führt zu einer Abnahme der Enzymaktivität. Dies ist auf die Denaturierung des Enzymproteins zurückzuführen, bei der molekulare Bindungen innerhalb des Proteins aufgebrochen werden. Wenn diese Bindungen aufgebrochen werden, ändert sich die Form des Enzyms und es funktioniert nicht mehr richtig als Katalysator.
Das Maß für die Acidität oder Alkalinität einer Lösung wird als pH bezeichnet. Enzyme haben sich so entwickelt, dass sie bei bestimmten pH-Werten arbeiten, und eine Abweichung von diesem Wert führt zu einer Abnahme der Enzymaktivität. Dies liegt daran, dass ein hoher oder niedriger pH-Wert ebenso wie hohe Temperaturen Enzyme denaturieren können. Die meisten unserer Körperflüssigkeiten haben einen neutralen pH-Wert von ungefähr 7,2, daher haben menschliche Enzyme bei diesem pH-Wert die höchste Aktivität.
Ein Substrat ist ein Molekül, auf das ein Enzym einwirkt. Da Enzyme jeweils nur an ein einziges Substrat binden können, hängt ihre Aktivität von der Substratkonzentration ab. Eine anfängliche Erhöhung der Substratkonzentration führt zu einer Erhöhung der Enzymaktivität, da sich mehr Substrate und Enzyme paaren können. Eine weitere Erhöhung der Substratkonzentration führt normalerweise nicht zu einer Aktivitätssteigerung, da die Enzyme mit Substrat gesättigt sind. Mit anderen Worten, es gibt eine Linie, in der die Substrate warten müssen, bevor sie ein Enzym erreichen.
Die Enzymaktivität hängt auch stark von ihrer eigenen molekularen Konzentration ab. Bei beliebig hoher Substratkonzentration bei konstantem pH und konstanter Temperatur führt jede Erhöhung der Enzymkonzentration zu einer Aktivitätssteigerung. Dies führt zu einer linearen Beziehung, in der die Enzymaktivität direkt proportional zur Enzymkonzentration ist.