A quase totalidade das reações químicas que ocorre nos seres
vivos são catalisadas por enzimas – proteínas com funções catalíticas.
As reações celulares, conhecidas coletivamente como metabolismo,
resultam de atividades altamente coordenadas. Os tipos mais comuns
de reações encontradas nos processos bioquímicos são: (1)
substituição nucleófila, (2) eliminação, (3) adição, (4) isomerização e
(5) oxidação e redução.
Os seres vivos são formados por uma grande variedade de
moléculas, tais como: carboidratos, lipídeos, proteínas, ácidos
nucléicos e compostos relacionados. Além dessas, outras substâncias
estão presentes em pequenas quantidades: vitaminas, sais minerais,
hormônios, etc. Muitos desses compostos se caracterizam por um ou
mais grupos ácidos ou básicos em suas moléculas e ocorrem em
solução aquosa como espécies ionizadas. A ionização tem lugar em
água, sendo este um pré-requisito para muitas reações bioquímicas. O
grau de dissociação ou a extensão da ionização de um grupo químico
em particular e, portanto, a reatividade bioquímica da molécula, é
amplamente influenciada pela concentração do íon hidrogênio da
solução. Isto é aplicável tanto para as vias metabólicas, como
também para os catalisadores biológicos (enzimas), que controlam as
reações celulares.