بسیاری از واکنش‌های بیوشیمیایی در سلول‌های زنده می‌توانند به هر دو صورت انجام شوند. به عنوان مثال، سلول های پستانداران هم گلوکز را سنتز و هم کاتابولیز می کنند. سرعت وقوع این واکنش ها باید تنظیم شود تا از هدر رفتن انرژی در چرخه بیهوده جلوگیری شود. این چرخه واکنش های متضاد را با سرعت های بسیار بالا بدون جریان خالص بستر در هر جهت انجام می دهد. طبق قانون دوم ترمودینامیک، آنتروپی در واکنش های مطلوب افزایش می یابد، آنتروپی انرژی است که تلف می شود و نمی توان از آن برای انجام کار استفاده کرد.
آنزیم ها برای هر تغییر فیزیکی و شیمیایی در سلول ها مهم هستند. بنابراین، تنظیم فعالیت کاتالیزوری به درک خطاهای مادرزادی و حفظ هموستاز کمک می کند.
تنظیم فعالیت آنزیم ها را می توان از طریق موارد زیر انجام داد:
- بخش بندی. آنزیم های مختلف که وظایف متفاوتی دارند را می توان در بخش های خاصی قرار داد. این کارایی متابولیک و همچنین ساده سازی تنظیم را تضمین می کند. به عنوان مثال، کلروپلاست ها دارای آنزیم های فتوسنتزی، لیزوزوم ها دارای آنزیم های هیدرولیتیک، و میتوکندری ها دارای آنزیم هایی برای متابولیسم انرژی، فسفوریلاسیون اکسیداتیو و چرخه TCA هستند.
- اصلاح کووالانسی این به عنوان تبدیل آنزیمی نیز شناخته می شود. اکثر آنزیم ها از طریق افزودن یک فسفات (فسفوریلاسیون)، حذف فسفات (دفسفوریلاسیون)، افزودن AMP (آدنیلیلاسیون) یا سایر تغییرات کووالانسی تنظیم می شوند. اصلاح کووالانسی باعث تغییراتی در ساختار آنزیم سوم می شود که فعالیت کاتالیزوری آن را تغییر می دهد.
- پروتئولیز جزئی این به یک اصلاح کووالانسی برگشت ناپذیر اشاره دارد که در آن زیموژن ها یا پروآنزیم های غیر فعال از طریق هیدرولیز یک یا چند پیوند پپتیدی فعال می شوند. به عنوان مثال، فعال شدن پروتئازها (آنزیم های هضم کننده پروتئین) فقط در ناحیه گوارش از پروتئولیز اجزای سلولی جلوگیری می کند. به همین ترتیب، فاکتورهای لخته شدن خون فقط در محل بریدگی فعال می شوند تا از لخته شدن داخلی جلوگیری کنند.
- کنترل غلظت آنزیم غلظت یک آنزیم خاص در یک سلول به سرعت تخریب و سنتز آن بستگی دارد. سرعت سنتز آنزیم ها از طریق القاء و همچنین سرکوب ژن تنظیم می شود. به غیر از چند استثنا، سرعت واکنش آنزیمی با افزایش غلظت آنزیم ها افزایش می یابد.
- غلظت بستر. سرعت یک واکنش آنزیمی معمولاً با افزایش غلظت سوبسترا تا یک حداکثر خاص افزایش می یابد.
- غلظت محصول نهایی هنگامی که محصولات نهایی یک واکنش انباشته می شوند، سرعت واکنش کاهش می یابد. در برخی موارد، محصول نهایی با آنزیم ترکیب می شود، بنابراین، نرخ را بیشتر کاهش می دهد.
- درجه حرارت. سرعت واکنش های آنزیمی به شدت تحت تأثیر دما است. به طور کلی، سرعت اولیه واکنش آنزیمی با افزایش دما افزایش می یابد تا زمانی که یک بهینه خاص به دست آید. بالاتر از دمای بهینه، تخریب آنزیم شروع می شود و در نتیجه سرعت واکنش آنزیمی کاهش می یابد.
- PH محیط غلظت یون هیدروژن در محیط بر فعالیت آنزیم ها تأثیر می گذارد. فعالیت آنزیم در یک pH خاص حداکثر است و در دو طرف این مقدار به سرعت کاهش می یابد.
- هیدراتاسیون اثر افزایش هیدراتاسیون بر فعالیت آنزیم‌های بافت‌های گیاهان بیشتر در طول جوانه‌زنی بذر نشان داده می‌شود. همانطور که جذب آب در طول جوانه زنی انجام می شود، فعالیت آنزیم افزایش می یابد.
- فعال کننده ها فعال کننده ها به ترکیبات خاصی اطلاق می شوند که سرعت واکنش آنزیمی را تسریع می کنند. برخی فعال‌کننده‌ها فعالیت تقریباً تمام واکنش‌های آنزیمی مانند نمک‌های فلزات قلیایی خاکی مانند یون‌های کلر، کبالت، نیکل، منگنز و منیزیم را افزایش می‌دهند.
