Šiuolaikinis mokslas atrado, kad be fermentų neįmanoma atlikti daugelio esminių biologinių procesų. Gyvenimas Žemėje priklauso nuo biocheminių reakcijų, kurios gali vykti tinkamu greičiu tik tada, kai jas katalizuoja fermentai. Tačiau fermentinės reakcijos vis tiek gali vykti per lėtai, jei fermentų koncentracija reaktyvioje sistemoje yra maža.
Pagreitintos reakcijos
Fermentai padeda cheminėms reakcijoms, skatindami molekules sąveikauti taip, kad sumažėtų energijos kiekis, reikalingas reakcijai pradėti. Šią energiją, vadinamą aktyvacijos energija, tiekia aplinka. Pavyzdžiui, aplinkos šiluminė energija, susijusi su aplinkos temperatūra, gali būti naudojama kaip aktyvavimo energija. Cheminių reakcijų greitį biologinėje aplinkoje dažnai riboja ribotas aplinkos kiekis energijos, tačiau fermentai įveikia šį apribojimą, nes jie leidžia mažesniam energijos kiekiui aktyvuoti daugiau reakcijos.
Vienas fermentas, viena reakcija
Daugeliu atvejų mažėjanti fermentų koncentracija daro tiesioginę įtaką fermentų aktyvumui, nes kiekviena fermento molekulė vienu metu gali katalizuoti tik vieną reakciją. Molekula, prie kurios jungiasi fermentas, vadinama substratu. Paprastai vienas fermentas jungiasi prie vieno substrato, kad sumažintų vienos cheminės reakcijos aktyvacijos energiją. Jei visi sistemos fermentai yra surišti su substratais, papildomos substrato molekulės turi laukti, kol fermentas taps prieinamas po reakcijos pabaigos. Tai reiškia, kad mažėjant fermentų koncentracijai, reakcijų greitis mažės.
Santykis „vienas su vienu“
Daugumoje biologinių aplinkų fermentų koncentracija yra mažesnė nei substratų. Kol tai tiesa, ryšys tarp fermentų koncentracijos ir fermentų aktyvumo yra tiesiogiai proporcingas. Grafike, rodančiame reakcijos greitį, palyginti su fermento koncentracija, šis tiesiogiai proporcingas ryšys atrodo tiesia linija, kurios nuolydis yra vienas. Kitaip tariant, vienas papildomas fermentas padidina greitį viena reakcija per laiko vienetą, o vienas pašalintas fermentas sumažina greitį viena reakcija per laiko vienetą.
Fermentai be substratų
Tiesiogiai proporcingo ryšio išimtis yra ta, kad mažėjanti fermentų koncentracija to nedarys sukelti fermento aktyvumo sumažėjimą, jei substrato koncentracija yra mažesnė už fermento koncentraciją. Šioje situacijoje pašalinti fermentai neturi jokio poveikio, nes sistema vis tiek turi pakankamai fermentų, kad galėtų prisijungti prie visų turimų substratų. Taigi fermento aktyvumo ir fermento koncentracijos grafikas galiausiai susilygins į plokščią liniją, nes fermento koncentracija padidės iki lygio, kuris yra panašus į substrato koncentraciją.