酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì).因為：①酶是高分子膠體物質(zhì),一般不能通過半透膜；②酶是兩性電解質(zhì),溶于水,在等電點易沉淀,酶活力-pH曲線和兩性離子的解離曲線相似,酶在電場中能像其他蛋白質(zhì)一樣泳動；③導致蛋白質(zhì)變性的因素,如紫外線、熱、表面活性劑、重金屬、蛋白質(zhì)沉淀劑等,都能使酶失效；④酶能被蛋白酶水解而喪失活性.此外,最直接的證據(jù)是對所有已經(jīng)高度純化和結(jié)晶的酶進行一級結(jié)構(gòu)分析,結(jié)果都表明酶是蛋白質(zhì).
酶與一般蛋白質(zhì)的差別是：酶是具有特殊催化功能的蛋白質(zhì).同樣,酶和其他蛋白質(zhì)一樣,主要由氨基酸組成,具有一、二、三和四級結(jié)構(gòu).另外酶與其他蛋白質(zhì)一樣,根據(jù)它的組成成分可分為單純蛋白質(zhì)和結(jié)合蛋白質(zhì)兩類.有些酶的組成成分只有蛋白質(zhì),其活性取決于它的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),這類酶屬于單純蛋白質(zhì)；另一些酶的活性成分除了含有蛋白質(zhì)外,還有一些小分子即輔助因子,二者結(jié)合起來才具有活性,這類酶屬于結(jié)合蛋白質(zhì).結(jié)合蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)部分稱為酶蛋白,非蛋白質(zhì)部分稱為輔助因子.酶蛋白與輔助因子單獨存在時均無催化活性,只有這兩部分結(jié)合起來組成復合物才能顯示催化活性.此復合物稱為全酶.
有些酶的輔助因子是金屬離子,有些酶的輔助因子是有機小分子.在這些有機小分子中,凡與酶蛋白結(jié)合緊密的就稱為輔基；而與酶蛋白結(jié)合得比較松弛,用透析法等可將其與酶蛋白分開的則稱為輔酶.輔基與輔酶之間并沒有嚴格界限.金屬離子在酶分子中的作用,或是作為酶活性部位組成成分,或是幫助形成酶活中心所必需的構(gòu)象,或是在酶與底物分子間起橋梁作用.
生物體內(nèi)酶的種類繁多,但輔酶的種類卻較少.同一種輔酶往往能與多種不同的酶蛋白結(jié)合,組成催化功能不同的多種全酶,如輔酶Ⅰ(NAD+)可作為許多脫氫酶的輔酶,但每一種酶蛋白只能與特定的輔酶結(jié)合成一種全酶.可見決定酶的專一性的是酶蛋白部分.輔酶在酶促反應中通常擔負電子、原子或某些化學基團的傳遞作用,決定反應的性質(zhì).
近年來,已經(jīng)發(fā)現(xiàn),除了蛋白質(zhì)外,一些RNA和DNA分子也具有催化作用.這對酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)的觀念產(chǎn)生了強烈的沖擊.雖然如此,現(xiàn)在已知的酶基本上都是蛋白質(zhì)性質(zhì)的,或以蛋白質(zhì)為主導核心成分,酶是蛋白質(zhì)性質(zhì)的生物催化劑這一概念并不排斥還存在其他類型的催化劑.因此更正確地,可以給酶下這樣的定義：酶是生物體內(nèi)一類具有催化活性和特殊空間構(gòu)象的生物大分子物質(zhì),包括蛋白質(zhì)和核酸等.