O que é concentração de substrato?
Nas reações bioquímicas, o substrato é a substância na qual uma enzima atua. Tal reação geralmente altera as moléculas do substrato em alguma outra substância. O termo "concentração de substrato" é usado para descrever o número de moléculas de substrato em uma solução. É um dos fatores que afeta a taxa de reações e pode ser um fator limitante para elas.
As enzimas são altamente específicas, o que significa que geralmente atuam apenas em um substrato. Durante uma reação controlada por enzima, a enzima combina com o substrato no local ativo. Para fazer isso, a enzima tem uma forma muito especializada que se encaixa exatamente no substrato. Um complexo enzima-substrato é formado quando a enzima se liga ao substrato. Quando a reação termina e os produtos são criados, eles são liberados da enzima, que agora pode catalisar outra reação.
A ocorrência de uma reação depende de a molécula do substrato colidir e combinar com a enzima necessária. Concentração de substrato, concentração de enzima, temperatura e pH são fatores que afetam a taxa de reações controladas por enzima. O fator que está no nível mais baixo se torna o fator limitante da reação.
A concentração de substrato é o número de moléculas de substrato encontradas em uma solução específica, enquanto a concentração de enzimas é o número de enzimas. Uma enzima só pode atuar em uma molécula de substrato de cada vez; portanto, um aumento de enzimas significa que mais moléculas de substrato podem ser convertidas nos produtos da reação. Além disso, com mais moléculas presentes, há uma chance maior de o substrato e as enzimas colidirem. À medida que o número de enzimas aumenta, a concentração de substrato passa a ser o fator limitante.
Se houver mais enzimas em solução do que moléculas de substrato, adicionar mais substrato ou aumentar a concentração de substrato aumentará inicialmente a taxa da reação. À medida que a reação progride, as moléculas de substrato são usadas à medida que são convertidas nos produtos da reação. Isso significa que a concentração do substrato diminui com o tempo e mais uma vez se torna o fator limitante da taxa da reação. A concentração do substrato pode ser aumentada até o ponto em que todas as enzimas estão sendo usadas, que será a taxa máxima de reação para essa concentração de enzimas.
Mudanças na temperatura e no pH também podem afetar a taxa da reação, mesmo se a concentração máxima do substrato e a concentração enzimática forem usadas. O aumento da temperatura aumenta a taxa da reação, enquanto a diminuição da temperatura diminui a taxa. Isto é devido ao fato de que as moléculas têm mais energia e são mais propensas a combinar. A temperatura só pode ser aumentada até um certo ponto ou isso causará a quebra das enzimas, assim como as mudanças no pH. As enzimas têm temperatura e pH ótimos em que trabalharão e fornecerão a maior taxa de reação.