Enzimele sunt proteine care au o funcție specifică. Ele accelerează rata reacțiilor chimice într-o celulă sau în afara acesteia. Enzimele acționează ca niște catalizatori; ele nu se consumă în reacțiile chimice pe care le accelerează.
De ce au nevoie celulele de un catalizator? Celulele folosesc multă energie! Există mii de reacții care au loc în celule și acestea necesită energie. Deoarece energia este întotdeauna limitativă într-o celulă vie, celulele au adoptat enzimele ca o modalitate de a conserva energia. Energia insuficientă reprezintă o barieră în calea inițierii reacției. Numai atunci când există o cantitate suficientă de energie, reactantul poate depăși bariera energetică și poate trece la formarea unui produs. Aceasta se numește energie de activare.
Cum accelerează catalizatorii reacțiile chimice? În sistemele biologice, energia necesară pentru ca o reacție să se desfășoare este stocată în principal în legăturile care alcătuiesc adenozin trifosfatul (ATP). Mai exact, energia este stocată în legăturile dintre grupările fosfat și nucleotida adenozină. Energia (~7 kcal/mole) este eliberată atunci când se rupe una dintre legăturile de fosfat din ATP pentru a forma adenozin difosfat (ADP). Aceasta este echivalentă cu cantitatea de energie dintr-o alună. Un catalizator scade bariera pentru energia de activare. De exemplu, etanolul este metabolizat în acetaldehidă de către enzima alcool dehidrogenază. În absența ADH, rata reacției ar fi mai mică de 0,000006 (sau 6 x 10-6) µmoli/L pe minut. În timp ce în prezența ADH, viteza de reacție este de 2700 µmoli/L pe minut. Aceasta este o accelerare de peste 4500 de milioane de ori!
.