Die Aktivierungsenergie (oder freie Aktivierungsenergie), abgekürzt als E_a, ist die geringe Menge an Energie, die für alle chemischen Reaktionen erforderlich ist. Bei chemischen Reaktionen brechen bestimmte chemische Bindungen auf und es bilden sich neue. Wenn zum Beispiel ein Glukosemolekül zerfällt, brechen die Bindungen zwischen den Kohlenstoffatomen des Moleküls. Da es sich um energiespeichernde Bindungen handelt, geben sie beim Brechen Energie ab. Das Molekül muss jedoch etwas verzerrt werden, um in einen Zustand zu gelangen, in dem die Bindungen aufbrechen können. Ein geringer Energieaufwand ist erforderlich, um diesen hochenergetischen, instabilen Zustand, den sogenannten Übergangszustand, zu erreichen. Aus diesem Grund verbleiben Reaktantenmoleküle nicht lange in ihrem Übergangszustand, sondern gehen sehr schnell zu den nächsten Schritten der chemischen Reaktion über. Der Übergangszustand der Reaktion liegt in einem höheren Energiezustand vor als die Reaktanten, und daher ist E_a immer positiv.

Wenn ein Enzym sein Substrat bindet, bildet es einen Enzym-Substrat-Komplex. Dieser Komplex senkt die Aktivierungsenergie der Reaktion und fördert ihren schnellen Verlauf auf eine von vielen Arten. Der Enzym-Substrat-Komplex kann die Aktivierungsenergie senken, indem er die Substratmoleküle so verzerrt, dass das Aufbrechen der Bindung erleichtert wird, was zum Erreichen des Übergangszustands beiträgt. Enzyme können auch die Aktivierungsenergien senken, indem sie an der chemischen Reaktion teilnehmen. Die Aminosäurereste können spezifische Ionen oder chemische Gruppen bereitstellen, die als notwendiger Schritt im Reaktionsprozess kovalente Bindungen mit Substratmolekülen eingehen. Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass das Enzym nach Abschluss der Reaktion immer in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt. Eine der charakteristischen Eigenschaften von Enzymen ist, dass sie durch die Reaktionen, die sie katalysieren, letztlich unverändert bleiben. Nachdem ein Enzym eine Reaktion katalysiert hat, setzt es sein(e) Produkt(e) frei.

Dieser Text wurde übernommen von Openstax Biology 2e, Abschnitt 6.2 Potential, Kinetik, Freie und Aktivierungsenergie und Abschnitt 6.5: Enzyme,