Mūsdienu zinātne ir atklājusi, ka daudzi būtiski bioloģiskie procesi būtu neiespējami bez fermentiem. Dzīve uz Zemes ir atkarīga no bioķīmiskām reakcijām, kas var notikt ar atbilstošu ātrumu tikai tad, kad tās katalizē fermenti. Bet fermentatīvās reakcijas joprojām var notikt pārāk lēni, ja fermentu koncentrācija reaktīvajā sistēmā ir zema.
Paātrinātas reakcijas
Fermenti palīdz ķīmiskām reakcijām, izraisot molekulu mijiedarbību tādā veidā, kas samazina enerģijas daudzumu, kas nepieciešams reakcijas sākšanai. Šo enerģiju, kas pazīstama kā aktivācijas enerģija, piegādā vide. Piemēram, apkārtējās vides siltuma enerģiju, kas saistīta ar vides temperatūru, var izmantot kā aktivācijas enerģiju. Ķīmisko reakciju ātrumu bioloģiskajā vidē bieži ierobežo ierobežots apkārtējās vides daudzums enerģija, bet fermenti pārvar šo ierobežojumu, jo tie ļauj mazākam enerģijas daudzumam aktivizēt vairāk reakcijas.
Viens ferments, viena reakcija
Lielākajā daļā gadījumu fermentu koncentrācijas samazināšanās tieši ietekmē fermentu aktivitāti, jo katra fermenta molekula vienlaikus var katalizēt tikai vienu reakciju. Molekulu, kurai piesaistās ferments, sauc par substrātu. Parasti viens ferments saistās ar vienu substrātu, lai samazinātu vienas ķīmiskās reakcijas aktivācijas enerģiju. Ja visi sistēmas fermenti ir saistīti ar substrātiem, pēc substrāta reakcijas pabeigšanas papildu substrāta molekulām jāgaida fermenta kļūšana. Tas nozīmē, ka reakciju ātrums samazināsies, samazinoties enzīmu koncentrācijai.
Attiecības "viens pret vienu"
Lielākajā daļā bioloģisko vidi fermentu koncentrācija ir zemāka par substrātu koncentrāciju. Kamēr tā ir taisnība, sakarība starp fermentu koncentrāciju un fermentu aktivitāti ir tieši proporcionāla. Grafikā, kas parāda reakcijas ātrumu pret fermenta koncentrāciju, šī tieši proporcionālā attiecība izskatās kā taisna līnija ar vienas slīpumu. Citiem vārdiem sakot, viens papildu ferments palielina ātrumu par vienu reakciju laika vienībā, un viens noņemtais ferments samazina ātrumu par vienu reakciju laika vienībā.
Fermenti bez substrātiem
Izņēmums no tieši proporcionālās attiecības ir tas, ka fermentu koncentrācijas samazināšanās to nedarīs novest pie fermentu aktivitātes samazināšanās, ja substrāta koncentrācija ir zemāka par fermenta koncentrāciju. Šajā situācijā noņemtajiem fermentiem nav ietekmes, jo sistēmai joprojām ir pietiekami daudz enzīmu, lai tie varētu saistīties ar visiem pieejamajiem substrātiem. Tādējādi fermentu aktivitātes grafiks pret fermentu koncentrāciju galu galā izlīdzināsies līdz plakanai līnijai, jo fermenta koncentrācija palielinās līdz līmenim, kas ir līdzīgs substrāta koncentrācijai.