Nhiều phản ứng sinh hóa trong tế bào sống có thể đi theo cả hai cách. Ví dụ, tế bào của động vật có vú vừa tổng hợp vừa dị hóa glucose. Tốc độ xuất hiện của các phản ứng này phải được điều chỉnh để ngăn ngừa sự lãng phí năng lượng qua chu trình vô tích. Chu trình này thực hiện các phản ứng đối nghịch với tốc độ rất cao mà không có dòng cơ chất thực theo bất kỳ hướng nào. Theo định luật thứ hai của nhiệt động lực học, entropi tăng lên trong các phản ứng có lợi, entropi là một năng lượng bị lãng phí và không thể được sử dụng để thực hiện công việc.
Enzyme rất quan trọng đối với mọi thay đổi vật lý và hóa học trong tế bào. Do đó, việc điều chỉnh hoạt tính xúc tác góp phần tìm hiểu các sai số sinh ra và duy trì cân bằng nội môi.
Quy định hoạt động của các enzym có thể được thực hiện thông qua:
- Phân chia ngăn. Các enzym khác nhau có nhiệm vụ khác nhau có thể được định vị trong các ngăn cụ thể. Điều này đảm bảo hiệu quả trao đổi chất cũng như đơn giản hóa các quy định. Ví dụ, lục lạp có enzym quang hợp, lysosome có enzym thủy phân, và ty thể có enzym chuyển hóa năng lượng, quá trình phosphoryl hóa oxy hóa và chu trình TCA.
- Biến đổi cộng hóa trị. Đây còn được gọi là chuyển đổi giữa các enzym. Phần lớn các enzym được điều chỉnh thông qua việc bổ sung một photphat (phosphoryl hóa), loại bỏ photphat (dephosphoryl hóa), bổ sung AMP (adenylyl hóa) hoặc các biến đổi cộng hóa trị khác. Sự biến đổi cộng hóa trị gây ra những thay đổi trong cấu trúc enzyme bậc ba làm thay đổi hoạt tính xúc tác của nó.
- Phân giải protein một phần. Điều này đề cập đến sự biến đổi cộng hóa trị không thể đảo ngược trong đó các zymogens hoặc proenzyme không hoạt động được kích hoạt thông qua quá trình thủy phân một hoặc nhiều liên kết peptit. Ví dụ, sự hoạt hóa của protease (enzyme tiêu hóa protein) chỉ trong khu vực tiêu hóa sẽ tránh được sự phân giải protein của các thành phần tế bào. Tương tự như vậy, các yếu tố đông máu chỉ được kích hoạt tại các vị trí của vết cắt để ngăn ngừa cục máu đông bên trong.
- Kiểm soát nồng độ enzyme. Nồng độ của một loại enzym nhất định trong tế bào phụ thuộc vào tốc độ phân hủy và tổng hợp của nó. Tốc độ tổng hợp các enzim được điều hòa thông qua quá trình cảm ứng cũng như phản ứng của gen. Ngoài một số trường hợp ngoại lệ, tốc độ phản ứng enzym tăng khi nồng độ enzym tăng.
- Nồng độ của cơ chất. Tốc độ của một phản ứng enzym thường tăng lên khi nồng độ cơ chất tăng lên đến một mức tối đa cụ thể.
- Nồng độ của sản phẩm cuối cùng. Khi các sản phẩm cuối cùng của một phản ứng tích tụ lại, tốc độ của phản ứng giảm. Trong một số trường hợp, sản phẩm cuối cùng kết hợp với enzym, do đó, làm giảm tốc độ hơn nữa.
- Nhiệt độ. Tốc độ của các phản ứng enzym bị ảnh hưởng rất nhiều bởi nhiệt độ. Nói chung, tốc độ ban đầu của phản ứng enzym tăng khi nhiệt độ tăng cho đến khi đạt được mức tối ưu cụ thể. Trên nhiệt độ tối ưu, sự phá hủy enzym bắt đầu do đó làm giảm tốc độ của phản ứng enzym.
- pH của môi trường. Nồng độ của các ion hydro trong môi trường ảnh hưởng đến hoạt động của các enzym. Hoạt động của enzyme là tối đa ở một độ pH cụ thể và giảm nhanh chóng ở hai bên của giá trị này.
- Sự hydrat hóa. Ảnh hưởng của việc tăng hydrat hóa đến hoạt động của các enzym trong mô của cây hầu hết được chứng minh trong quá trình nảy mầm của hạt. Khi quá trình hấp thụ nước diễn ra trong quá trình nảy mầm, hoạt tính của enzym tăng lên.
- Chất kích hoạt. Chất hoạt hóa đề cập đến các hợp chất cụ thể làm tăng tốc độ của phản ứng enzym. Một số chất hoạt hóa làm tăng hoạt động của hầu hết các phản ứng enzym như muối của kim loại kiềm thổ như ion clo, coban, niken, mangan và magiê.
