ปฏิกิริยาทางชีวเคมีหลายอย่างในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตสามารถไปได้ทั้งสองทาง ตัวอย่างเช่น เซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทั้งสังเคราะห์และเร่งปฏิกิริยากลูโคส อัตราการเกิดปฏิกิริยาเหล่านี้ต้องได้รับการควบคุมเพื่อป้องกันการสูญเสียพลังงานตลอดวงจรที่ไร้ประโยชน์ วัฏจักรนี้ดำเนินการปฏิกิริยาปฏิปักษ์ในอัตราที่สูงมากโดยไม่มีการไหลของซับสเตรตสุทธิในทุกทิศทาง ตามกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ เอนโทรปีเพิ่มขึ้นในปฏิกิริยาที่โปรดปราน เอนโทรปีเป็นพลังงานที่สูญเปล่าและไม่สามารถใช้ในการทำงานได้
เอนไซม์มีความสำคัญต่อการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและทางเคมีในเซลล์ทุกครั้ง ดังนั้นกฎระเบียบของกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาจึงมีส่วนช่วยในการทำความเข้าใจข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นและรักษาสภาวะสมดุล
การควบคุมการทำงานของเอนไซม์สามารถทำได้โดย:
- การแบ่งส่วน เอ็นไซม์ต่างๆ ที่มีงานต่างกันสามารถแปลเป็นภาษาท้องถิ่นได้ในแต่ละช่อง สิ่งนี้รับประกันประสิทธิภาพการเผาผลาญรวมถึงการลดความซับซ้อนของระเบียบ ตัวอย่างเช่น คลอโรพลาสต์มีเอ็นไซม์สังเคราะห์แสง ไลโซโซมมีเอ็นไซม์ไฮโดรไลติก และไมโทคอนเดรียมีเอ็นไซม์สำหรับการเผาผลาญพลังงาน ฟอสโฟรีเลชั่นออกซิเดชัน และวัฏจักร TCA
- การดัดแปลงโควาเลนต์ สิ่งนี้เรียกอีกอย่างว่าการแปลงระหว่างกันของเอนไซม์ เอ็นไซม์ส่วนใหญ่ถูกควบคุมโดยการเพิ่มฟอสเฟต (ฟอสโฟรีเลชั่น) การกำจัดฟอสเฟต (ดีฟอสโฟรีเลชั่น) การเติม AMP (อะดีนิไลเลชัน) หรือการดัดแปลงโควาเลนต์อื่นๆ การดัดแปลงโควาเลนต์ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างเอนไซม์ระดับอุดมศึกษาที่เปลี่ยนแปลงกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยา
- การสลายโปรตีนบางส่วน นี่หมายถึงการดัดแปลงโควาเลนต์ที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ในที่ซึ่งไซโมเจนหรือโพรเอ็นไซม์ที่ไม่ออกฤทธิ์ถูกกระตุ้นผ่านการไฮโดรไลซิสของพันธะเปปไทด์หนึ่งพันธะหรือหลายพันธะ ตัวอย่างเช่น การกระตุ้นโปรตีเอส (เอ็นไซม์ย่อยโปรตีน) เฉพาะในพื้นที่ย่อยอาหารเท่านั้นเพื่อหลีกเลี่ยงการสลายโปรตีนขององค์ประกอบในเซลล์ ในทำนองเดียวกัน ปัจจัยการแข็งตัวของเลือดจะทำงานเฉพาะที่บริเวณที่มีการตัดเพื่อป้องกันการอุดตันภายใน
- การควบคุมความเข้มข้นของเอนไซม์ ความเข้มข้นของเอนไซม์บางชนิดในเซลล์ขึ้นอยู่กับอัตราการย่อยสลายและการสังเคราะห์ อัตราการสังเคราะห์เอนไซม์ถูกควบคุมผ่านการเหนี่ยวนำและการกดขี่ของยีน นอกเหนือจากข้อยกเว้นบางประการ อัตราปฏิกิริยาของเอนไซม์จะเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นของเอนไซม์ที่เพิ่มขึ้น
- ความเข้มข้นของสารตั้งต้น ความเร็วของปฏิกิริยาเอนไซม์มักจะเพิ่มขึ้นเมื่อความเข้มข้นของสารตั้งต้นเพิ่มขึ้นจนถึงค่าสูงสุดโดยเฉพาะ
- ความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย เมื่อผลิตภัณฑ์สุดท้ายของปฏิกิริยาสะสม อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะลดลง ในบางกรณี ผลิตภัณฑ์สุดท้ายจะรวมตัวกับเอ็นไซม์ ดังนั้นจึงลดอัตราลงอีก
- อุณหภูมิ. อัตราการเกิดปฏิกิริยาของเอนไซม์ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากอุณหภูมิ โดยทั่วไป อัตราเริ่มต้นของปฏิกิริยาเอนไซม์จะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจนกว่าจะได้ค่าที่เหมาะสมที่สุด อุณหภูมิที่สูงกว่าอุณหภูมิที่เหมาะสม การทำลายของเอนไซม์จะเริ่มขึ้นซึ่งจะช่วยลดอัตราการเกิดปฏิกิริยาของเอนไซม์
- pH ของตัวกลาง ความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนในตัวกลางส่งผลต่อการทำงานของเอนไซม์ กิจกรรมของเอนไซม์มีค่าสูงสุดที่ค่า pH เฉพาะและลดลงอย่างรวดเร็วที่ด้านใดด้านหนึ่งของค่านี้
- ความชุ่มชื้น ผลของการให้ความชุ่มชื้นที่เพิ่มขึ้นต่อกิจกรรมของเอนไซม์ในเนื้อเยื่อของพืชนั้นส่วนใหญ่แสดงให้เห็นในระหว่างการงอกของเมล็ด เนื่องจากการดูดซึมน้ำเกิดขึ้นระหว่างการงอก กิจกรรมของเอนไซม์จะเพิ่มขึ้น
- ตัวกระตุ้น ตัวกระตุ้นหมายถึงสารประกอบเฉพาะที่เร่งอัตราการเกิดปฏิกิริยาของเอนไซม์ ตัวกระตุ้นบางชนิดเพิ่มกิจกรรมของปฏิกิริยาของเอนไซม์เกือบทั้งหมด เช่น เกลือของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ เช่น คลอรีนไอออน โคบอลต์ นิกเกิล แมงกานีส และแมกนีเซียม
