Moderná veda zistila, že bez enzýmov by nebolo možné vykonať veľa základných biologických procesov. Život na Zemi závisí od biochemických reakcií, ktoré môžu prebiehať primeranou rýchlosťou iba vtedy, ak sú katalyzované enzýmami. Ale enzymatické reakcie môžu stále prebiehať príliš pomaly, ak je koncentrácia enzýmov v reaktívnom systéme nízka.
Zrýchlené reakcie
Enzýmy pomáhajú chemickým reakciám tým, že spôsobujú interakciu molekúl spôsobom, ktorý znižuje množstvo energie potrebnej na začatie reakcie. Táto energia, známa ako aktivačná energia, je dodávaná prostredím. Napríklad okolitá tepelná energia spojená s teplotou prostredia sa môže použiť ako aktivačná energia. Rýchlosť chemických reakcií v biologickom prostredí je často obmedzená obmedzeným množstvom okolitého prostredia energie, ale enzýmy prekonávajú toto obmedzenie, pretože umožňujú menšiemu množstvu energie viac sa aktivovať reakcie.
Jeden enzým, jedna reakcia
Vo väčšine situácií má zníženie koncentrácie enzýmu priamy vplyv na aktivitu enzýmu, pretože každá molekula enzýmu je schopná katalyzovať iba jednu reakciu súčasne. Molekula, na ktorú sa viaže enzým, sa nazýva substrát. Všeobecne sa jeden enzým viaže na jeden substrát, aby sa znížila aktivačná energia pre jednu chemickú reakciu. Ak sú všetky enzýmy v systéme naviazané na substráty, musia ďalšie molekuly substrátu počkať, kým sa po dokončení reakcie nestane dostupný enzým. To znamená, že rýchlosť reakcií bude klesať so znižovaním koncentrácie enzýmu.
Vzťah one-to-one
Vo väčšine biologických prostredí je koncentrácia enzýmov nižšia ako koncentrácia substrátov. Pokiaľ je to pravda, vzťah medzi koncentráciou enzýmu a aktivitou enzýmu je priamo úmerný. Na grafe, ktorý ukazuje reakčnú rýchlosť verzus koncentráciu enzýmu, vyzerá tento priamo proporcionálny vzťah ako priamka so sklonom jednej. Inými slovami, jeden ďalší enzým zvyšuje rýchlosť o jednu reakciu za jednotku času a jeden odstránený enzým znižuje rýchlosť o jednu reakciu za jednotku času.
Enzýmy bez substrátov
Výnimkou z priamo úmerného vzťahu je, že klesajúca koncentrácia enzýmu nebude viesť k zníženiu aktivity enzýmu, ak je koncentrácia substrátu nižšia ako koncentrácia enzýmu. V tejto situácii nemajú odstránené enzýmy žiadny účinok, pretože systém má stále dostatok enzýmov na to, aby sa naviazal na všetky dostupné substráty. Graf aktivity enzýmu verzus koncentrácia enzýmu sa teda nakoniec vyrovná do rovnej čiary, keď sa koncentrácia enzýmu zvyšuje na hladinu, ktorá je podobná koncentrácii substrátu.
