Enzima é a designação geral de várias proteínas complexas, especializadas na catálise de reações biológicas - facilitam e aceleram a maior parte das reações bioquímicas que ocorrem no interior das células dos animais, vegetais e microrganismos. Como a catálise ocorre sem intervenção de reagentes, as enzimas não se consomem ao longo do processo.
Existem diversos tipos de enzimas, com ação e finalidade não muito variadas. Assim, contribuem para que as moléculas dos princípios nutritivos (proteínas, gorduras e hidratos de carbono) se desdobrem em outras menores, durante a digestão dos alimentos. Também facilitam a passagem dessas moléculas para o sangue através da parede intestinal, catalisam a formação de moléculas grandes e complexas destinadas a produzir os constituintes celulares, favorecem o armazenamento e consumo de energia. Em termos estritamente fisiológicos, as enzimas também ativam as funções da reprodução, os processos da respiração e da visão e todos os demais mecanismos biológicos.
A maioria das enzimas constitui-se de uma proteína e de um componente chamado co-fator, que pode estar ausente. A proteína completa (enzima + co-fator) é a holoenzima. Suprimido o co-fator, a proteína perde sua atividade e recebe o nome de apoenzima. O co-fator pode ser um metal (por exemplo, ferro, cobre ou magnésio), uma molécula orgânica de tamanho médio chamada grupo protético, ou um tipo especial de molécula que atua como substrato e se conhece como co-enzima. Esse co-fator facilita a função catalítica da enzima, como é o caso dos metais ou grupos prostéticos, ou participa da própria reação catalisada, ação típica das co-enzimas.
A característica principal da ação enzimática sobre o organismo é sua especialidade. Cada tipo de enzima atua sobre um composto ou substrato associado, cuja estrutura deve encaixar-se à da enzima de modo que os centros ativos coincidam perfeitamente. Esse processo pode ser comparado com a relação entre uma chave e sua fechadura, pois cada substrato possui uma enzima específica, capaz de abrir os caminhos para sua transformação.
Os grupos catalíticos dos centros ativos de uma enzima atuam com um rendimento mais de um milhão de vezes maior que o de outras substâncias análogas numa reação não-enzimática.
Outros inibidores atuam sobre uma parte da estrutura da enzima diferente do centro ativo, de modo que, se esse centro for afetado, ocorre um bloqueio definitivo da ação da enzima; em caso contrário, a inibição é reversível (não-competitiva). Em virtude de sua natureza protéica, as enzimas desnaturam-se e inativam-se acima de 60o C ou em presença de meios muito ácidos ou muito alcalinos.
As reações enzimáticas classificam-se em seis grandes grupos, que por sua vez se subdividem de acordo com os tipos de substratos participantes e as reações: as óxido-redutases catalisam os processos de oxidação-redução nas células, ocasionados pelo intercâmbio de elétrons ou partículas elétricas elementares entre os diferentes átomos que intervêm; as transferases, que facilitam o transporte de grupos de um doador para um receptor, incluem o subgrupo das aminotransferases ou fornecedoras de aminoácidos; as hidrolases catalisam a decomposição por adição dos constituintes da água; as liases rompem ligações químicas por uma via diferente das anteriores; as isomerases favorecem as redistribuições no interior das células; e as ligases aceleram a união de moléculas sob a ação do portador mais importante de fosfatos e energia, o trifosfato de adenosina (ATP). Nos dois primeiros grupos se acha a metade das mil e poucas enzimas que se conhecem.
Uma das principais aplicações industriais das enzimas é na produção do álcool etílico (etanol) pelo processo de fermentação, que utiliza enzimas na conversão da sacarose em etanol. Na fabricação de produtos como pão, queijos, cerveja, vinho etc., em que há fermentação de leveduras, os novos conhecimentos sobre enzimas são utilizados para controlar e melhorar sua qualidade. O curtimento de couros e a limpeza de tecidos são alguns dos numerosos processos químicos e industriais que empregam a ação catalítica das enzimas para favorecer reações da matéria orgânica.