Nykyaikainen tiede on havainnut, että monet olennaiset biologiset prosessit olisivat mahdottomia ilman entsyymejä. Elämä maan päällä riippuu biokemiallisista reaktioista, joita voi tapahtua riittävällä nopeudella vain, kun entsyymit katalysoivat niitä. Mutta entsymaattisia reaktioita voi silti tapahtua liian hitaasti, jos entsyymien pitoisuus reaktiivisessa järjestelmässä on pieni.
Nopeutetut reaktiot
Entsyymit auttavat kemiallisia reaktioita aiheuttamalla molekyylien vuorovaikutuksen tavalla, joka vähentää reaktion aloittamiseen tarvittavaa energiamäärää. Tämän energian, joka tunnetaan aktivointienergiana, tuottaa ympäristö. Esimerkiksi ympäristön lämpötilaan liittyvää ympäristön lämpöenergiaa voidaan käyttää aktivointienergiana. Kemiallisten reaktioiden määrää biologisissa ympäristöissä rajoittaa usein rajoitettu määrä ympäristöä energiaa, mutta entsyymit voittavat tämän rajoituksen, koska ne mahdollistavat pienemmän energiamäärän aktivoimisen enemmän reaktioita.
Yksi entsyymi, yksi reaktio
Useimmissa tilanteissa entsyymipitoisuuden pienenemisellä on suora vaikutus entsyymiaktiivisuuteen, koska kukin entsyymimolekyyli kykenee katalysoimaan vain yhden reaktion kerrallaan. Molekyyliä, johon entsyymi sitoutuu, kutsutaan substraatiksi. Yleensä yksi entsyymi sitoutuu yhteen substraattiin yhden kemiallisen reaktion aktivointienergian laskemiseksi. Jos kaikki järjestelmän entsyymit ovat sitoutuneet substraatteihin, ylimääräisten substraattimolekyylien on odotettava, että entsyymi tulee saataville reaktion päättymisen jälkeen. Tämä tarkoittaa, että reaktioiden nopeus vähenee entsyymipitoisuuden laskiessa.
Henkilökohtainen suhde
Useimmissa biologisissa ympäristöissä entsyymien pitoisuus on pienempi kuin substraattien pitoisuus. Niin kauan kuin tämä on totta, entsyymipitoisuuden ja entsyymiaktiivisuuden suhde on suoraan verrannollinen. Kaaviossa, joka näyttää reaktionopeuden entsyymikonsentraatioon nähden, tämä suoraan verrannollinen suhde näyttää suoralta linjalta, jonka kaltevuus on yksi. Toisin sanoen yksi ylimääräinen entsyymi lisää nopeutta yhdellä reaktiolla aikayksikköä kohti, ja yksi poistettu entsyymi vähentää nopeutta yhdellä reaktiolla aikayksikköä kohti.
Entsyymit ilman substraatteja
Poikkeus suoraan suhteelliseen suhteeseen on se, että entsyymipitoisuuden aleneminen ei johtaa alentuneeseen entsyymiaktiivisuuteen, jos substraatin pitoisuus on pienempi kuin entsyymipitoisuus. Tässä tilanteessa poistetuilla entsyymeillä ei ole vaikutusta, koska järjestelmässä on edelleen riittävästi entsyymejä sitoutumaan kaikkien käytettävissä olevien substraattien kanssa. Siten kaavio entsyymiaktiivisuudesta entsyymikonsentraatioon tasaantuu lopulta tasaiseksi viivaksi, kun entsyymikonsentraatio kasvaa tasolle, joka on samanlainen kuin substraattikonsentraatio.