Las enzimas son catalizadores biológicos, lo que significa que son moléculas capaces de acelerar las reacciones químicas. Son compuestos grandes, basados ​​en proteínas, que se unen a los reactivos en una reacción química y, a través de uno o más mecanismos, ayudan a la reacción sin ser modificados en absoluto. Debido a que las reacciones químicas son tan diversas, los mecanismos por los cuales las enzimas aceleran las reacciones químicas también varían.

Estabilización del estado de transición

En cada reacción química, los reactivos deben pasar por una conformación temporal y altamente inestable. llamado el "estado de transición". Mientras que el estado de transición es técnicamente el punto en la reacción durante el cual los enlaces se rompen mientras se forman nuevos enlaces, es más fácil imaginar esto en términos de una analogía física. Si una persona que se encuentra en una orilla de un río desea saltar a la otra orilla, el estado de transición sería el momento en el que la persona está en el aire, sobre el río. Al igual que con esta analogía, los estados de transición química existen para pequeñas fracciones de tiempo y son altamente inestables. Las enzimas pueden ayudar a estabilizar el estado de transición de una reacción, haciendo que sea más fácil para los químicos alcanzar ese estado, y desde allí, continuar formando productos. Esto acelera la velocidad de la reacción. En términos de la analogía del salto en el río, una enzima actúa como un trampolín, lo que facilita que la persona que salta del río entre en el aire, y de allí al otro lado.

Catálisis ácido-base

Algunos componentes moleculares de las enzimas actúan como ácidos y bases. Esto es muy importante, porque los reactivos en una reacción química deben encontrarse físicamente en el espacio para poder reaccionar. Una buena manera de imaginar esto es imaginar bolas azules y rojas que rebotan al azar alrededor de una habitación, donde las bolas azules representan un reactivo y las bolas rojas representan un segundo. Si una bola azul golpea una bola roja, reaccionarán. Dado que el rebote está ocurriendo al azar, las probabilidades son que, eventualmente, las bolas correctas se peguen entre sí. Sin embargo, si la reacción también requiere ácido o base, la situación se vuelve más compleja. En tal caso, un tercer color de bola (verde, por ejemplo, que representa ácido o base) debe golpear la bola roja y azul exactamente en el mismo momento en que se golpean entre sí para que se produzca la reacción. Las probabilidades de esto son muy bajas. Las enzimas tienen la capacidad de reunir los productos químicos correctos, como las bolas rojas y azules del ejemplo, y también contienen el ácido o la base necesarios para completar la reacción, eliminando la necesidad de las bolas verdes y acelerando la reacción. Proximidad y orientación

Si bien es conveniente imaginar una reacción química como la colisión de dos bolas que rebotan, en realidad es más complejo. No solo los reactivos deben encontrarse uno con el otro, sino que deben hacerlo con la orientación correcta. En lugar de imaginar las bolas chocando, es un poco más preciso imaginar que las llaves y las cerraduras rebotan en una habitación, donde las teclas son un reactivo y las cerraduras son un segundo. Para que se produzca una reacción, no solo deben chocarse una llave y una cerradura, sino que deben hacerlo perfectamente orientadas en el espacio, de modo que la llave se adhiera a la cerradura. Las probabilidades de esto son bastante bajas, y esto puede hacer que las reacciones químicas sean muy lentas. Las enzimas ayudan a posicionar los reactivos, ajustando la orientación de la llave y la cerradura, los dos reactivos, de modo que cuando se topan entre sí, lo hacen con la orientación adecuada y pueden reaccionar.