V biologiji je eden od dejavnikov, ki opredeljuje živo bitje od neživega predmeta, sposobnost organizma, da izvaja kemične reakcije, ki so ključne za njegovo preživetje. Celo enocelični organizmi so sposobni izvesti na stotine kemičnih reakcij znotraj svojih celičnih sten. Predstavljajte si neskončno količino reakcij, ki jih izvaja velik organizem, kot je človek. Nobena od teh reakcij ni mogoča brez encimov.
Encimi so biološki katalizatorji ali pomočniki. Encimi so sestavljeni iz različnih vrst beljakovin, ki poganjajo kemično reakcijo, potrebno za določeno dejanje ali hranilo. Encimi lahko sprožijo reakcijo ali jo pospešijo. Kemikalije, ki se preoblikujejo s pomočjo encimov, imenujemo substrati. V odsotnosti encimov se te kemikalije imenujejo reaktanti.
Za ponazoritev hitrosti in učinkovitosti encimov lahko substrate pretvorimo v uporabne produkte s hitrostjo desetkrat na sekundo. Glede na to, da je v človeškem telesu približno 75,000 različnih encimov, se te kemične reakcije izvajajo z neverjetno hitrostjo. Po drugi strani pa lahko v odsotnosti encimov reaktanti trajajo stotine let, da se pretvorijo v uporaben produkt, če so to sploh sposobni. Zato so encimi ključnega pomena za vzdrževanje življenja na zemlji.
Na splošno encimi delujejo na substrate na enega od treh načinov: usmerjenost substrata, fizični stres in spremembe v reaktivnosti substrata. Usmeritev substrata se pojavi, ko encim povzroči, da se molekule substrata med seboj poravnajo in tvorijo vez. Ko encim uporabi fizični stres na substratu, dejansko oprime substrat in prisili molekulo, da se razpade. Encim, ki povzroča spremembe v reaktivnosti substrata, spremeni postavitev elektronov molekule, kar vpliva na sposobnost molekule, da se veže z drugimi molekulami.
Encimi imajo aktivna mesta, kjer pridejo v stik z določenimi substrati. Katalitične lastnosti encimov so cikličen proces. Ko substrat pride v stik z aktivnim mestom encima, ga encim spremeni v končni produkt. Ko je postopek končan, encim sprosti produkt in je pripravljen za začetek postopka z novimi substrati. Encimi niso nikoli zapravljeni in se vedno reciklirajo.
Pomanjkanje encimov je odgovorno za številne bolezni. Pri ljudeh je tragična bolezen, imenovana fenilketonurija (PKU), ki povzroča hudo duševno zaostalost in celo smrt pri dojenčkih, posledica odsotnosti ene vrste encima. Tay-Sachsova bolezen je podobno tragična posledica pomanjkanja encima. Povzroča zaostalost, paralizo in pogosto smrt v zgodnjem otroštvu, če se ne zdravi.
Naša sposobnost spreminjanja encimov z zaviranjem njihovih funkcionalnih sposobnosti je povzročila na stotine zdravil, ki rešujejo življenja. En primer je penicilin, dobro znan antibiotik, ki lahko pozdravi sifilis, pljučnico in druge bolezni. Penicilin deluje tako, da se veže na aktivna mesta encimov bakterij, ki povzročajo bolezni, in na koncu uniči sposobnost bakterij, da preživijo in se razmnožujejo.