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Kein Organismus kann ohne Energie existieren. Wir müssen uns Energie durch Nahrungsaufnahme zuführen, Pflanzen nutzen die Energie des Sonnenlichts. Unsere technischen Geräte können ebenfalls nicht ohne Energie betrieben werden. Sowohl für Organismen als auch für die Funktionsfähigkeit der Geräte ist es wichtig, dass die Energie immer genau dann in ausreichender Menge zur Verfügung steht, wenn sie benötigt wird. Eine Voraussetzung dafür ist die Speicherung von Energie, die in Natur und Technik mithilfe verschiedenster Energiespeichersysteme realisiert wird.

Das Coenzym ATP ist in allen Zellen die wichtigste Form chemischer Energie. ATP ist die biochemische Batterie, in der die Energie aus den Nährstoffen gespeichert wird. Halbleer heißt diese Batterie ADP, ganz leer AMP.
Die gewonnene Energie ($\Delta G$) wird genutzt, um endergone Vorgänge wie Biosynthesen, Bewegungs- und Transportprozesse anzutreiben. Der größte Teil zellulären ATPs entsteht durch oxidative Phosphorylierung in den Mitochondrien oder Chloroplasten. Weit weniger ATP wird über die Anlagerung/Übertragung anorganischer Phosphatreste von organischen Molekülen auf ADP erzeugt. Die oxidative Phosphorylierung ist allerdings von der Anwesenheit von Sauerstoff abhängig (aerobe Bedingungen). Als oxydative Phosphorylierung bezeichnet man eine komplizierte Folge von chemischen Reaktionen, welche die Funktion haben, die chemische Energie, die bei der Oxidation eines Substrates mit Sauerstoff entsteht, in chemischer Form von ATP zu speichern. ATP ist also nicht nur Baustein der Nukleinsäuren, sondern auch der wichtigste Energieträger in der Zelle.

Enzyme dürfen im Organismus nicht permanent wirksam sein, weil ansonsten alle biochemischen Reaktionen gleichzeitig mit relativ hoher Geschwindigkeit ablaufen würden. Zum einen hängt die Enzymaktivität von der Temperatur, dem pH-Wert und der Konzentration des Substrats ab.
Außerdem wird die Aktivität von Enzymen nach verschiedenen Mechanismen reguliert. Durch Inhibitoren können Enzyme reversibel oder irreversibel gehemmt werden. Die reversible Enzymhemmung kann nach einem kompetitiven oder einem nicht kompetitiven Mechanismus erfolgen. Ein Sonderfall der nicht kompetitiven Hemmung ist die allosterische Regulation.