Les enzymes sont des protéines qui permettent aux réactions chimiques dans le corps de se produire beaucoup plus rapidement qu’elles ne le feraient autrement. Dans certains cas, une réaction n’aura pas du tout lieu à moins qu’une enzyme spécifique ne soit présente. Avec le pH, la température et la concentration du substrat, la concentration en enzymes a un effet important sur le processus de réaction. En supposant que la quantité de substance, ou de substrat, participant à la réaction chimique reste la même, une faible concentration peut conduire à une réaction chimique se produisant lentement. D’autre part, une concentration élevée peut accélérer une réaction, jusqu’à ce qu’une vitesse maximale possible soit atteinte.
Chaque enzyme est spécifique à une réaction chimique particulière ou à un groupe de réactions. Un site de fixation sur l’enzyme se lie à son substrat spécifique pendant qu’une réaction a lieu. Après la réaction, le substrat est libéré et l’enzyme peut être réutilisée.
Lors de l’étude de la concentration enzymatique et de l’observation de son effet sur une réaction, une expérience devrait normalement commencer avec des concentrations relativement faibles de l’enzyme. Cela signifie que le substrat est généralement présent en excès au début. La vitesse de la réaction peut être mesurée par la quantité de produit formé au cours du temps. Au fur et à mesure que la solution enzymatique devient plus concentrée, des collisions entre les enzymes et les molécules de substrat sont plus susceptibles de se produire. Cela signifie que, à mesure que la concentration augmente, la vitesse de réaction s’accélère de manière linéaire, jusqu’à ce qu’elle atteigne un certain niveau où elle commence à s’aplatir.
La réaction la plus efficace possible se produit lorsque chaque site de chaque enzyme est continuellement occupé par le substrat. Une fois ce point atteint, une concentration en enzyme plus élevée est nécessaire pour augmenter la vitesse de réaction. Cela rend de nouvelles enzymes disponibles pour se lier au substrat. Lorsque toutes les molécules de substrat sont attachées aux enzymes, l’augmentation de la concentration en enzymes n’accélérera plus le processus de réaction. Les enzymes supplémentaires ajoutées n’auront aucun substrat de rechange sur lequel travailler et la vitesse de réaction reste au niveau de la limite maximale.
Si tous les facteurs qui peuvent modifier les vitesses de réaction, tels que le pH, la température et la concentration du substrat, sont fixés, alors la mesure de la vitesse de réaction devient un moyen de mesurer la concentration en enzyme. Des mesures de la vitesse de réaction sont prises et des équations mathématiques sont utilisées pour définir avec précision la quantité d’enzyme active. Lors de la mesure des concentrations, il est important de s’assurer que suffisamment de substrat est présent pour saturer toutes les enzymes de la solution.