生物為表現各種生命現象,必須獲得能量和產生生物生長所需的新物質以為之。生物體藉由攝取養分,經過分解作用,產生能量;或經過合成作用產生所需的新物質(圖2-5-1)。在生物體中,營養分子參與各種分解及合成反應,統稱為代謝作用。
任何物質都具有或多或少的能量,當物質經由化學??反應而改變時,再自然無外力的幫助下,需要耗費很長的時間才能完成,這種長時間反應的情形是不足以維持生物體的生命現象。因此,生物體發展出一套能快速產生能量及合成新物質的代謝路徑,即每一個代謝反應路徑都需要「酵素」幫忙,才能快速地進行完成。酵素是一種蛋白質組成的,具有加速反應的進行的催化作用;反應中且本身并不改變,故可重復參與催化反應的進行。由于每一種酵素分子都有其特殊的結構,因此,每一種酵素只能對特定的受質具有催化作用,故酵素催化的反應具有專一性。這種酵素對受質的專一性,很像是鎖跟鑰之間的關系(圖2-5-2)。通常根據酵素對受質的專一性,來命名酵素,例如分解淀粉的酵素,稱淀粉脢。
由于酵素是一種蛋白質,因此,凡能影響蛋白質的因素,同樣會對酵素造成影響,例如溫度和酸堿度都能影響酵素的作用。任何一種酵素都有其最適宜的作用溫度范圍,在此范圍以內,酵素的催化活性隨溫度升高而增高,但是溫度若高于或低于適宜的溫度范圍,酵素酵素的活性都會降低(活動3-3);若是溫度太高時(約大于60-70℃),會將酵素結構破壞,此時就會完全喪失酵素活性,且永遠無法恢復;相對地,溫度太低,只會使酵素無活性,而此活性可因溫度上升而恢復。此外每一種酵素亦各有它適宜作用的酸堿度,例如胃蛋白脢喜酸性,胰蛋白脢喜弱堿性,但大部分酵素都在中性溶液中作用最佳。