化学反応を促進させる物質を触媒といいます。中学校の理科で「過酸化水素水に二酸化マンガンを入れると酸素が発生する」と習いますが、二酸化マンガンは反応の前後で変化しません。酵素とは、タンパク質でできた触媒です。消化酵素(アミラーゼやペプシン)はタンパク質でできた触媒で、基本的な役割は化学反応の促進であり、反応前後で自身は変化しません。酵素が関わる相手(アミラーゼであればデンプン、ペプシンであればタンパク質)を基質とよびます。後述するように酵素は基質と結合して酵素基質複合体となり、基質は酵素基質複合体を経て分解されます。三大栄養素は炭水化物(デンプン)、タンパク質、脂質の三つ。デンプンはアミラーゼとマルターゼ、タンパク質はペプシン、トリプシン、ペプチダーゼ、脂質はリパーゼによって分解されます。中性付近で最も活性化しますが、胃液のペプシンは酸性下で活性化します。確かめ問題アミラーゼはデンプンを何に分解する?アミノ酸マルトースグリセリンペプチドアミラーゼはデンプンをマルトースに分解します。進むためには活性化エネルギーと呼ばれるエネルギーが必要で、エネルギー不足(活性化エネルギーに満たないエネルギー)の時は反応は起きない。触媒はこの活性化エネルギーを下げる役目を果たします。生体内の反応の場合、必要なエネルギーは周囲(環境)の熱から調達します。周囲の温度が高ければ高いほど化学反応に必要なエネルギー、すなわち活性化エネルギーを調達しやすくなり、反応が促進されるわけです。実際は、温度があまりに高いと反応に関わるタンパク質が壊れてしまい、「反応がスムーズに進む、タンパク質が壊れないギリギリの温度」が存在します。その温度こそが私たちの体温なのです。酵素と基質の反応は上の図のように酵素基質複合体を経て進みます。酵素と基質が結合すると基質が分解されます。酵素の最適温度と最適pH酵素は無機の触媒と異なり一種のタンパク質であるため、高温になると形が崩れて働きを失います。タンパク質の本来の働きが失われることを失活といいます。タンパク質は温度が高すぎても低すぎても失活するため、酵素に応じた最適な温度が存在します。ほとんどの酵素は体温付近の40度を最適温度としています。