A l'exception des hydrolases, les enzymes sont constituées de deux éléments:
- une apoenzyme, de nature protéique, impliquée dans la reconnaissance du substrat et sa liaison
- un coenzyme, molécule organique de petite taille de nature non protéique.
Les coenzymes favorisent l'activité de l'enzyme, et sont même souvent indispensables. Certains ne peuvent être synthétisés par l'Homme et doivent être apportés par l'alimentation sous forme de vitamines. Il existe une vingtaine de coenzymes, pour plus de deux mille enzymes: la spécificité de la réaction dépend uniquement de l'apoenzyme et non du coenzyme. A l'inverse des substrats qui sont transformés en produit durant la réaction enzymatique, les coenzymes finissent toujours par retrouver leur état initial.
Les réactions auxquels participent les coenzymes sont des réactions de transfert (d'électrons, de protons, de groupement phosphate etc.) Ils servent d'accepteur temporaire. On distingue les coenzymes activateurs des coenzymes transporteurs.
- Coenzyme activateur : il est fortement lié à l'apoenzyme par des liaisons covalentes. Il ne se détache pas de l'apoenzyme au cours de la réaction (ex: FAD).
- Coenzyme transporteur : il se dissocie facilement de l'apoenzyme. Le coenzyme ne retrouve son état initial que lors d'une seconde réaction faisant intervenir une deuxième enzyme (ex: NAD, ATP)
