Știința modernă a descoperit că multe procese biologice esențiale ar fi imposibile fără enzime. Viața pe Pământ depinde de reacțiile biochimice care pot apărea într-un ritm adecvat numai atunci când sunt catalizate de enzime. Dar reacțiile enzimatice pot apărea în continuare prea încet dacă concentrația enzimelor într-un sistem reactiv este scăzută.
Reacții accelerate
Enzimele ajută reacțiile chimice provocând interacțiunea moleculelor într-un mod care reduce cantitatea de energie necesară pentru a începe o reacție. Această energie, cunoscută sub numele de energie de activare, este furnizată de mediu. De exemplu, energia termică ambientală asociată cu temperatura mediului poate fi utilizată ca energie de activare. Rata reacțiilor chimice în mediile biologice este adesea restricționată de cantități limitate de mediu energie, dar enzimele depășesc această restricție deoarece permit o cantitate mai mică de energie să se activeze mai mult reacții.
O enzimă, o reacție
În cele mai multe situații, scăderea concentrației de enzime are o influență directă asupra activității enzimei, deoarece fiecare moleculă de enzimă este capabilă să catalizeze o singură reacție la un moment dat. Molecula de care se leagă o enzimă se numește substrat. În general, o enzimă se leagă de un substrat pentru a reduce energia de activare pentru o reacție chimică. Dacă toate enzimele dintr-un sistem sunt legate de substraturi, molecule de substrat suplimentare trebuie să aștepte ca o enzimă să devină disponibilă după finalizarea unei reacții. Aceasta înseamnă că rata reacțiilor va scădea pe măsură ce concentrația enzimei scade.
O relație unu-la-unu
În majoritatea mediilor biologice, concentrația enzimelor este mai mică decât concentrația substraturilor. Atâta timp cât acest lucru este adevărat, relația dintre concentrația enzimei și activitatea enzimei este direct proporțională. Pe un grafic care arată viteza de reacție versus concentrația enzimei, această relație direct proporțională arată ca o linie dreaptă cu o pantă de una. Cu alte cuvinte, o enzimă suplimentară crește viteza cu o reacție pe unitate de timp și o enzimă eliminată scade viteza cu o reacție pe unitate de timp.
Enzime fără substraturi
O excepție de la relația direct proporțională este că scăderea concentrației de enzime nu va avea duce la scăderea activității enzimatice dacă concentrația substratului este mai mică decât concentrația enzimatică. În această situație, enzimele îndepărtate nu au efect, deoarece sistemul are încă suficiente enzime pentru a se lega de toate substraturile disponibile. Astfel, un grafic al activității enzimei față de concentrația enzimei se va nivela în cele din urmă într-o linie plană, pe măsură ce concentrația enzimei crește la un nivel similar cu concentrația substratului.