Dopo aver dimostrato che gli enzimi potevano funzionare al di fuori di una cellula vivente, il passo successivo fu quello di determinare la loro natura biochimica. Molti dei primi lavoratori notarono che l'attività enzimatica era associata alle proteine, ma diversi scienziati (come il premio Nobel Richard Willstätter) sostennero che le proteine erano semplicemente vettori per i veri enzimi e che le proteine di per sé erano incapaci di catalisi. Tuttavia, nel 1926, James B. Sumner dimostrò che l'enzima ureasi era una proteina pura e la cristallizzò; Sumner fece lo stesso per l'enzima catalasi nel 1937. La conclusione che le proteine pure possono essere enzimi fu definitivamente dimostrata da Northropites e Stanley, che lavorarono sugli enzimi digestivi pepsina (1930), trypsina e chymotrypsina. Questi tre scienziati furono premiati con il premio Nobel per la chimica nel 1946.
Premio Nobel per la chimica