Pärast seda, kui oli näidatud, et ensüümid võivad toimida väljaspool elavat raku, oli järgmine samm nende biokeemilise olemuse määramine. Paljud varajased töötajad märkisid, et ensüümide aktiivsus oli seotud valkudega, kuid mitmed teadlased (nagu Nobeli preemia laureaat Richard Willstätter) väitsid, et valkud olid ainult tõeliste ensüümide kandjad ja et valkud iseenesest ei suutnud katalüüsi läbi viia. 1926. aastal näitas James B. Sumner, et ensüüm ureaas oli puhas valk ja kristalliseeris selle; Sumner tegi sama 1937. aastal ensüüm katalaasi kohta.
Nobeli keemiapreemia