Ilmu pengetahuan modern telah menemukan bahwa banyak proses biologis esensial tidak mungkin terjadi tanpa enzim. Kehidupan di Bumi bergantung pada reaksi biokimia yang dapat terjadi pada tingkat yang memadai hanya jika dikatalisis oleh enzim. Tetapi reaksi enzimatik masih dapat terjadi terlalu lambat jika konsentrasi enzim dalam sistem reaktif rendah.
Reaksi yang Dipercepat
Enzim membantu reaksi kimia dengan menyebabkan molekul berinteraksi dengan cara yang mengurangi jumlah energi yang dibutuhkan untuk memulai reaksi. Energi ini, yang dikenal sebagai energi aktivasi, disuplai oleh lingkungan. Misalnya, energi panas lingkungan yang terkait dengan suhu lingkungan dapat digunakan sebagai energi aktivasi. Laju reaksi kimia dalam lingkungan biologis seringkali dibatasi oleh jumlah lingkungan yang terbatas limited energi, tetapi enzim mengatasi pembatasan ini karena memungkinkan sejumlah kecil energi untuk mengaktifkan lebih banyak reaksi.
Satu Enzim, Satu Reaksi
Dalam kebanyakan situasi, penurunan konsentrasi enzim memiliki pengaruh langsung pada aktivitas enzim karena setiap molekul enzim hanya mampu mengkatalisis satu reaksi pada satu waktu. Molekul yang mengikat enzim disebut substrat. Secara umum, satu enzim mengikat satu substrat untuk menurunkan energi aktivasi untuk satu reaksi kimia. Jika semua enzim dalam suatu sistem terikat pada substrat, molekul substrat tambahan harus menunggu enzim tersedia setelah reaksi selesai. Ini berarti bahwa laju reaksi akan menurun seiring dengan penurunan konsentrasi enzim.
Hubungan Satu-ke-Satu
Di sebagian besar lingkungan biologis, konsentrasi enzim lebih rendah daripada konsentrasi substrat. Selama ini benar, hubungan antara konsentrasi enzim dan aktivitas enzim berbanding lurus. Pada grafik yang menunjukkan laju reaksi versus konsentrasi enzim, hubungan berbanding lurus ini tampak seperti garis lurus dengan kemiringan satu. Dengan kata lain, satu enzim tambahan meningkatkan laju satu reaksi per satuan waktu, dan satu enzim yang dihilangkan menurunkan laju satu reaksi per satuan waktu.
Enzim Tanpa Substrat
Pengecualian untuk hubungan proporsional langsung adalah bahwa penurunan konsentrasi enzim tidak akan menyebabkan penurunan aktivitas enzim jika konsentrasi substrat lebih rendah dari konsentrasi enzim. Dalam situasi ini, enzim yang dihilangkan tidak berpengaruh karena sistem masih memiliki enzim yang cukup untuk mengikat semua substrat yang tersedia. Dengan demikian, grafik aktivitas enzim versus konsentrasi enzim pada akhirnya akan mendatar menjadi garis datar ketika konsentrasi enzim meningkat ke tingkat yang mirip dengan konsentrasi substrat.