Kilit ve anahtar hipotezi, bir Elmhurst College web sitesini açıklayan, yalnızca kilide doğru boyutta anahtar uyduğunu belirten bilimsel bir analojidir. Bu analojide, anahtar bir substratı ve kilit bir enzimi belirtir.
Enzimlerin kimyasal bir reaksiyonu katalize etmesi için belirli bir substrata bağlanmaları gerekir. Substrat, karşılık gelen enziminin aktif bölgesine sığacak mükemmel boyut ve şekilde olmalıdır. Bu temel mekanizma, elektronların dağılımını değiştirerek substratın kimyasal bağlarında değişikliklere neden olur. Bu reaksiyon, enzim yüzeyine salınan ürünlerin oluşumuna yol açar. Ürünler, enzimi yeniden üretip başka bir reaksiyon döngüsü için hazırlar. Substratlar, spesifik bir enzimin aktif bölgesi için tamamlayıcı bir şekle sahip olduğundan, reaksiyonlar, sadece bir veya birkaç benzer bileşik ile oluşabilir. Enzim-protein etkileşimleri, antijen-antikor etkileşimleri ve hormon-reseptör etkileşimleri kilit ve anahtar hipotezinin birkaç örneğidir. 1899'da Alman bir kimyager olan Emil Fischer, enzimlerin özgüllüğünü açıklamak için bu hipotezi önerdi. Kilit ve anahtar hipotezi yüksek sıcaklıkların neden denatüre enzimleri, aktif alanın şeklini değiştirerek reaksiyonların nasıl inhibe edilebileceğini ve bazı maddelerin neden enzimleri inhibe edebildiğini açıklamaya yardımcı olur.
