Hvad er underlagskoncentration?

I biokemiske reaktioner er substratet det stof, som et enzym virker på. En sådan reaktion ændrer generelt molekylerne i substratet til et andet stof. Udtrykket "substratkoncentration" bruges til at beskrive antallet af substratmolekyler i en opløsning. Det er en af ​​de faktorer, der påvirker reaktionshastigheden, og kan være en begrænsende faktor for dem.

Enzymer er meget specifikke, hvilket betyder, at de normalt kun virker på et substrat. Under en enzymstyret reaktion kombineres enzymet med underlaget på det aktive sted. For at gøre dette har enzymet en meget specialiseret form, der passer nøjagtigt til underlaget. Et enzym-substratkompleks dannes, når enzymet fastgøres til underlaget. Når reaktionen er færdig, og produkterne oprettes, frigøres de fra enzymet, som nu kan katalysere en anden reaktion.

Hvorvidt en reaktion vil forekomme afhænger af, om substratmolekylet kolliderer med og kombineres med det krævede enzym. Substratkoncentration, enzymkoncentration, temperatur og pH er alle faktorer, der vil påvirke hastigheden af ​​enzymstyrede reaktioner. Den faktor, der er på det laveste niveau, bliver den begrænsende faktor for reaktionen.

Substratkoncentration er antallet af substratmolekyler, der findes i en bestemt opløsning, mens enzymkoncentration er antallet af enzymer. Et enzym kan kun virke på et substratmolekyle ad gangen, så en stigning i enzymer betyder, at flere substratmolekyler kan omdannes til reaktionens produkter. Med flere molekyler til stede er der også en større chance for, at underlaget og enzymer kolliderer. Når antallet af enzymer forøges, bliver substratkoncentrationen nu den begrænsende faktor.

Hvis der er flere enzymer i opløsning end substratmolekyler, vil tilsætning af mere substrat eller øge substratkoncentrationen øge reaktionshastigheden oprindeligt. Efterhånden som reaktionen skrider frem, bruges substratmolekylerne op, efterhånden som de omdannes til reaktionsprodukterne. Dette betyder, at substratkoncentrationen falder over tid og igen bliver den begrænsende faktor for reaktionshastigheden. Substratkoncentration kan øges indtil det punkt, hvor alle enzymer bruges, hvilket vil være den maksimale reaktionshastighed for denne koncentration af enzymer.

Ændringer i temperatur og pH-værdi kan også påvirke reaktionshastigheden, selv hvis den maksimale substratkoncentration og enzymkoncentration anvendes. Forhøjet temperatur øger reaktionshastigheden, mens nedsat temperatur sænker hastigheden. Dette skyldes det faktum, at molekylerne har mere energi og er mere tilbøjelige til at kombinere. Temperaturen kan kun øges til et bestemt punkt, eller det vil medføre, at enzymerne nedbrydes, ligesom ændringer i pH-værdien. Enzymer har en optimal temperatur og pH, hvormed de fungerer og giver den højeste reaktionshastighed.