Ein entscheidendes Merkmal von lebenden Organismen ist die Fähigkeit, unterschiedliche Energieformen wie die von elektrochemischen Gradienten, chemischen Bindungen oder auch Bewegungsenergie usw. ineinander umwandeln zu können. Eine wesentliche Rolle bei dieser Umwandlung spielen Enzyme. Diese erhöhen die Reaktionsgeschwindigkeit.
In Organismen werden Reaktionen, die nichtkatalysiert sehr langsam ablaufen würden, nicht durch Zufuhr von Wärme beschleunigt, sondern durch Enzyme. Enzyme sind Biokatalysatoren und an den meisten chemischen Umsetzungen des Stoffwechsels beteiligt (Biokatalyse). Die Stoffe, die von einem Enzym umgesetzt werden, heißen Substrate. Bei fast allen Enzymen handelt es sich um Proteine. Allerdings besitzen auch einige Nucleinsäuren wie RNA katalytische Aktivität. Sie werden als Ribozyme bezeichnet.
Bei Reaktionen mit mehreren Substraten richten Enzyme beispielsweise die Substrate optimal zueinander aus und schaffen so die Basis für das Knüpfen und Lösen von Bindungen, bei Reaktionen mit nur einem Substrat stellen sie z.B. Aminosäureseitenketten für die Bildung von Zwischenprodukten bereit. Dies sind Beispiele dafür, wie Enzyme ihre zentrale Funktion übernehmen: Sie erleichtern die Bildung eines und senken die für die katalysierte Reaktion. Indem sie einen alternativen Reaktionsweg ermöglichen, können Enzyme die Geschwindigkeit einer Reaktion um den Faktor 10 und mehr steigern.
Nichtkompetitive Hemmung
Oben: Wirkmechanismus eines nichtkompetitiven Inhibitors. Unten: Darstellung der Kinetik im Lineweaver-Burk-Diagramm.
(nach Endspurt Biochemie 2, Thieme, 2013)
