Para explicar la relación observada entre la velocidad inicial (V0) y la concentración inicial de sustrato ([S]0) Michaelis y Menten propusieron que las reacciones catalizadas enzimáticamente ocurren en dos etapas: En la primer a etapa se forma el complejo enzima-sustrato y en la segunda, el complejo enzima-sustrato da lugar a la formación del producto, liberando la enzima libre:
K1, K2, K3 son las constantes de velocidad de las reacciones individuales representadas por las flechas correspondientes. Sean e, s y es las concentraciones de E, S, y ES en un momento dado, y eo la concentración inicial de la enzima. Resulta entonces:
e = e0 – es (1)
En virtud de la Ley de acción de masas, la constante de equilibrio de la reacción de formación del complejo Km, se obtiene como:
La velocidad global de reacción, es decir, la velocidad de formación de producto, es:
v = K3 * es
Resulta claro que si aumenta la concentración de sustrato más allá de cierto punto, prácticamente toda la enzima se hallará en forma de complejo, y la concentración de enzima libre será despreciable. Bajo tales condiciones de saturación, es = e0, que es el valor más alto que se puede alcanzar. Como la velocidad v es proporcional a es, la condición de saturación también corresponde al máximo valor de velocidad de reacción, la ecuación (3) se transforma en:
Sustituyendo la ecuación (2) en la (3), se obtiene:
La cual es equivalente, en virtud de la ecuación (4) a:
Esta es la ecuación de Michaelis y Menten. Km es un importante parámetro en las reacciónes enzimáticas, conocido como la constante de Michaelis.