जीवित कोशिकाओं में कई जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं दोनों तरीकों से जा सकती हैं। उदाहरण के लिए, स्तनधारियों की कोशिकाएँ ग्लूकोज को संश्लेषित और उत्प्रेरित करती हैं। व्यर्थ चक्र के माध्यम से ऊर्जा की बर्बादी को रोकने के लिए इन प्रतिक्रियाओं की घटना की दरों को विनियमित किया जाना चाहिए। यह चक्र किसी भी दिशा में शुद्ध सब्सट्रेट प्रवाह के बिना बहुत अधिक दरों पर विरोधी प्रतिक्रियाओं को वहन करता है। उष्मागतिकी के दूसरे नियम के अनुसार, इष्ट प्रतिक्रियाओं में एन्ट्रोपी बढ़ती है, एन्ट्रॉपी एक ऊर्जा है जो व्यर्थ है और जिसका उपयोग काम करने के लिए नहीं किया जा सकता है।
कोशिकाओं में हर भौतिक और रासायनिक परिवर्तन के लिए एंजाइम महत्वपूर्ण हैं। इसलिए, उत्प्रेरक गतिविधि का विनियमन जन्मजात त्रुटियों को समझने और होमोस्टैसिस को संरक्षित करने में योगदान देता है।
एंजाइमों की क्रियाओं का विनियमन इसके माध्यम से पूरा किया जा सकता है:
- Compartmentalization। विभिन्न कार्यों वाले विभिन्न एंजाइमों को विशेष डिब्बों में स्थानीय किया जा सकता है। यह चयापचय दक्षता के साथ-साथ विनियमन के सरलीकरण की गारंटी देता है। उदाहरण के लिए, क्लोरोप्लास्ट में प्रकाश संश्लेषक एंजाइम होते हैं, लाइसोसोम में हाइड्रोलाइटिक एंजाइम होते हैं, और माइटोकॉन्ड्रिया में ऊर्जा चयापचय, ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण और टीसीए चक्र के लिए एंजाइम होते हैं।
- सहसंयोजक संशोधन। इसे एंजाइमैटिक इंटरकनेव के रूप में भी जाना जाता है। अधिकांश एंजाइमों को फॉस्फेट (फॉस्फोराइलेशन), फॉस्फेट (डीफोस्फोराइलेशन) को हटाने, एएमपी (एडेनिल्लीशन) या अन्य सहसंयोजक संशोधनों के अलावा के माध्यम से विनियमित किया जाता है। सहसंयोजी संशोधन से तृतीयक एंजाइम संरचना में परिवर्तन होते हैं जो इसकी उत्प्रेरक गतिविधि को बदलते हैं।
- आंशिक प्रोटियोलिसिस। यह एक अपरिवर्तनीय सहसंयोजक संशोधन को संदर्भित करता है जहां एक या कई पेप्टाइड बॉन्ड के हाइड्रोलिसिस के माध्यम से ज़ाइमोजेन्स या निष्क्रिय प्रोनेजाइम सक्रिय होते हैं। उदाहरण के लिए, केवल पाचन क्षेत्र में प्रोटीज़ (प्रोटीन-डाइजेस्टिंग एंजाइम) की सक्रियता सेलुलर घटकों के प्रोटियोलिसिस से बचाती है। उसी तरह, आंतरिक थक्के को रोकने के लिए रक्त के थक्के कारक केवल कट के स्थानों पर सक्रिय होते हैं।
- एंजाइम एकाग्रता का नियंत्रण। एक सेल में एक निश्चित एंजाइम की एकाग्रता इसके क्षरण और संश्लेषण की दर पर निर्भर करती है। एंजाइम के संश्लेषण की दर को प्रेरण के साथ-साथ जीन के दमन के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है। कुछ अपवादों के अलावा, एंजाइम की एकाग्रता में वृद्धि के साथ एंजाइमिक प्रतिक्रिया दर बढ़ जाती है।
- सब्सट्रेट की एकाग्रता। एक एंजाइमेटिक प्रतिक्रिया की गति सामान्य रूप से एक विशेष अधिकतम तक सब्सट्रेट एकाग्रता में वृद्धि के साथ बढ़ जाती है।
- अंत उत्पाद की एकाग्रता। जब एक प्रतिक्रिया के अंतिम उत्पाद जमा होते हैं, तो प्रतिक्रिया की दर घट जाती है। कुछ मामलों में, अंतिम उत्पाद एंजाइम के साथ जोड़ता है, इसलिए, दर को और कम कर देता है।
- तापमान। एंजाइमैटिक प्रतिक्रियाओं की दर तापमान से बहुत प्रभावित होती है। आमतौर पर, एक विशेष इष्टतम प्राप्त होने तक तापमान में वृद्धि के साथ एंजाइमी प्रतिक्रिया की प्रारंभिक दर बढ़ जाती है। इष्टतम तापमान से ऊपर, एंजाइम का विनाश इस प्रकार शुरू होता है जिससे एंजाइमिक प्रतिक्रिया की दर कम हो जाती है।
- माध्यम का पीएच। माध्यम में हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता एंजाइम की गतिविधि को प्रभावित करती है। एंजाइम गतिविधि एक विशेष पीएच में अधिकतम होती है और इस मूल्य के दोनों ओर तेजी से घट जाती है।
- हाइड्रेशन। पौधों के ऊतकों के एंजाइमों की गतिविधि पर वृद्धि हुई जलयोजन का प्रभाव ज्यादातर बीज अंकुरण के दौरान प्रदर्शित होता है। अंकुरण के दौरान पानी के असंतुलन के रूप में, एंजाइम गतिविधि बढ़ जाती है।
- Activators। उत्प्रेरक विशिष्ट यौगिकों को संदर्भित करते हैं जो एंजाइमिक प्रतिक्रिया की दर को तेज करते हैं। कुछ सक्रियकर्ता क्षारीय पृथ्वी धातुओं के लवण जैसे क्लोरीन आयन, कोबाल्ट, निकल, मैंगनीज और मैग्नीशियम जैसे लगभग सभी एंजाइमिक प्रतिक्रियाओं की गतिविधि को बढ़ाते हैं।
