Ферменты играют ключевую роль в пищеварении и обмене веществ, поскольку без их участия пища не усваивается. Ферменты расщепляют сложные химические структуры — белки, жиры, углеводы на более простые. Они, подобно ножницам, «разрезают» неудобоваримые молекулы на более короткие, которые хорошо всасываются в желудке и кишечнике

Ферментам присущи некоторые особенности. Большинство из них строго специфичны. Например, молекула тростникового сахара — сахароза — состоит их двух молекул: глюкозы и фруктозы, соединенных между собой кислородным «мостиком», разрушить который под силу только ферменту сахарозе. Таким образом, специфичность ферментов заключается в том, что каждый из них может взаимодействовать лишь с одним веществом, не затрагивая другие химические соединения. Впрочем, известны ферменты с двойной специфичностью

Органические молекулы существуют в виде так называемых оптических изомеров (в зависимости от пространственного расположения атома углерода). Изомер поляризует (отклоняет) проходящий сквозь него луч света влево или вправо; во всем остальном оптические изомеры идентичны. Правовращающие и левовращающие молекулы расщепляются каждая собственным ферментом. Однако ферменты не только расщепляют молекулы, им свойственна и созидательная деятельность: они производят в организме сборку сложных веществ из простых. Подобного рода реакции занимают важное место в обмене веществ, когда из отдельных ферментов, например из аминокислот, синтезируются белки, из глицерина и жирных кислот — жиры организма.

В каждой клетке протекает огромное число химических взаимодействий. Достаточно сказать, что в ней ежесекундно происходит несколько тысяч ферментативных реакций. В чем состоит механизм взаимодействия ферментов с реагирующими веществами — субстратом? Это много лет оставалось тайной. Крупнейший немецкий химик лауреат Нобелевской премии Э. Фишер предположил, что ферменты функционируют по принципу «ключа и замка». Активный центр фермента имеет пространственную структуру, которая соответствует структуре реагирующей молекулы, как ключ и замок. Именно таким образом ферменты «работают» в клетках.

Однако ферменты пищеварительной системы имеют свои особенности, так как они действуют не в клетках, а в полости желудка и кишечника. Поэтому пищеварительные ферменты характеризуются низкой субстратной специфичностью. Иными словами, они «всеядны»; например, фермент пепсин расщепляет все белки, попадающие в желудочно-кишечный тракт. Природа в который раз продемонстрировала свою мудрость, но мудрость эта — результат длительной эволюции и естественного отбора.

Организмы, пищеварительные ферменты которых не обладают столь выдающейся «всеядностью», выбывают из «соревнования», призом которого служит жизнь. Но на этом роль ферментов в эволюции не исчерпывается. С полным основанием можно утверждать, что жизнь без них немыслима. Ферменты ускоряют ход химических реакций в сто миллионов — один триллион раз! Представить себе эту цифру просто невозможно.

На образование того количества вещества, которое синтезируется в результате ферментативной реакции в течение 1 секунды в живом организме, в отсутствие фермента потребовалось бы 300 лет. Конечно, в жизненной борьбе выигрывают те организмы, которые сумели обзавестись столь чудесными ускорителями химических реакций.