Enzim katalizi, enzimin, substrat olarak bilinen başka bir molekül ile reaksiyona girdiği bir işlemdir. Kimyasal reaksiyonların bu katalizörü aktivasyon enerjisini düşürür (Ea), bu da reaktif moleküllerin yeni bir madde oluşturması için yeterli enerji sağlar. Enzim, substrat ile bağlanır ve molekülü yeni bir ürüne dönüştürür. Substrattan farklı olarak, enzim işlemden sonra değişmeden kalır ve bu gibi birçok işlemi gerçekleştirebilir. Enzimlerin bir başka rolü de kimyasal reaksiyonları stabilize etmenin yanı sıra katalizör görevi görmektir.
Bir katalizör, kimyasal reaksiyon hızını arttırırken bütün olarak kalma yeteneğine sahiptir. Yapay katalizörler benzer kimyasal reaksiyonları gerçekleştirebilir; ancak, onlar kadar güçlü değildir ve doğal bir enzim katalizinde meydana gelen hızlanma oranına karşı rekabet edemezler. İnsanlarda enzim katalizi genellikle yaklaşık 37 santigrat derece sıcaklıkta (99 derece Fahrenheit) gerçekleşir.
Amino asit zincirlerinden oluşan enzimler, yüksek sıcaklıklarla kolayca değiştirilebilen üç boyutlu bir şekle ve potansiyel dengesindeki pH dengesi olarak da bilinen bir dengesizliğe sahiptir. Bazı kimyasallar, serbest radikaller ve ağır metaller de enzimlerin şeklini değiştirebilir ve enzim katalizine müdahale edebilir. Enzim şeklini kaybederse, artık biyokimyasal reaksiyonların katalizörünü gerçekleştiremez.
En çok tercih edilen enzim kataliz modeli, substratın, aktif bölge olarak bilinen enzim üzerinde küçük bir aktif alan ile birbirine kenetlendiği uyarılmış uygun modeldir. Bağ tamamlandıktan sonra aktif bölgeden yeni bir ürün çıkarılır. Yapıştırma işlemi sırasında, enzim biraz şekil değiştirir, ancak yeni ürün piyasaya sürüldüğünde, enzim bir sonraki kimyasal reaksiyonun gerçekleşmesi için hazırdır.
Diferansiyel ve tek tip bağlanma, bağlamanın gerçekleştiği birincil yollardır. Diferansiyel bağlanma sadece güçlü geçiş bağından oluşur. Üniform ciltleme, diğer taraftan, hem güçlü substrat hem de geçiş durumu bağlaması içerir. Her iki mekanizma da küçük substrat bağlı olmayan enzimler mevcut olduğunda gerçekleşebilir.
Bununla birlikte, farklı bağlanma, enzimler doygun olduğu zaman Ea'yı düşürmek için esastır, bir başka deyişle, çoğu enzimin bu şekilde çalıştığı en yaygın mekanizma olan yüksek bir afiniteye sahiptir. Bağ oluştuktan sonra geçiş durumunun enerjisi azalır ve kimyasal reaksiyonun gerçekleşmesi için alternatif bir yol sağlanır. Böylece, enzim katalizi stabil kalabilir.
