基質濃度とは？

生化学反応では、基質は酵素が作用する物質です。 このような反応は、一般に、基質の分子を他の物質に変化させます。 「基質濃度」という用語は、溶液中の基質分子の数を表すために使用されます。 これは、反応の速度に影響を与える要因の1つであり、それらを制限する要因になる可能性があります。

酵素は非常に特異的であるため、通常は1つの基質のみに作用します。 酵素制御反応中、酵素は活性部位で基質と結合します。 そのために、酵素は基質に正確に適合する非常に特殊な形状をしています。 酵素が基質に付着すると、酵素基質複合体が形成されます。 反応が終了して生成物が生成されると、それらは酵素から放出され、別の反応を触媒できるようになります。

反応が起こるかどうかは、基質分子が必要な酵素と衝突して結合するかどうかによって決まります。 基質濃度、酵素濃度、温度、pHはすべて、酵素制御反応の速度に影響を与える要因です。 最も低いレベルにある因子は、反応の制限因子になります。

基質濃度は特定の溶液に含まれる基質分子の数であり、酵素濃度は酵素の数です。 1つの酵素は一度に1つの基質分子にしか作用できないため、酵素の増加は、より多くの基質分子を反応生成物に変換できることを意味します。 また、より多くの分子が存在すると、基質と酵素が衝突する可能性が高くなります。 酵素の数が増えると、基質濃度が制限要因になります。

溶液中の酵素が基質分子よりも多い場合、基質を追加するか、基質濃度を上げると、最初の反応速度が上がります。 反応が進むと、基質分子は反応の生成物に変換されるときに使い果たされます。 これは、基質濃度が時間とともに減少し、再び反応速度の制限因子になることを意味します。 基質濃度は、すべての酵素が使用されるポイントまで増加できます。これは、その酵素濃度に対する反応の最大速度です。

温度とpHの変化は、最大の基質濃度と酵素濃度が使用されている場合でも、反応の速度に影響を与える可能性があります。 温度を上げると反応の速度が上がり、温度を下げると速度が下がります。 これは、分子がより多くのエネルギーを持ち、結合する可能性が高いという事実によるものです。 温度は特定のポイントまでしか上げることができません。そうしないと、pHの変化と同様に、酵素が分解します。 酵素は、最適な温度とpHで機能し、最高の反応速度を提供します。