Что такое концентрация субстрата?

В биохимических реакциях субстрат - это вещество, на которое действует фермент. Такая реакция обычно превращает молекулы субстрата в какое-то другое вещество. Термин «концентрация субстрата» используется для описания количества молекул субстрата в растворе. Это один из факторов, влияющих на скорость реакций, и может быть сдерживающим фактором для них.

Ферменты являются высокоспецифичными, что означает, что они обычно действуют только на один субстрат. Во время контролируемой ферментом реакции фермент соединяется с субстратом в активном центре. Для этого фермент имеет очень специализированную форму, которая точно соответствует субстрату. Комплекс фермент-субстрат образуется, когда фермент прикрепляется к субстрату. Когда реакция завершена и продукты созданы, они высвобождаются из фермента, который теперь может катализировать другую реакцию.

Будет ли происходить реакция, зависит от того, столкнется ли молекула субстрата и соединится с требуемым ферментом. Концентрация субстрата, концентрация фермента, температура и pH - все это факторы, которые влияют на скорость контролируемых ферментом реакций. Фактор, который находится на самом низком уровне, становится ограничивающим фактором для реакции.

Концентрация субстрата - это количество молекул субстрата, найденных в конкретном растворе, а концентрация фермента - это количество ферментов. Один фермент может воздействовать только на одну молекулу субстрата за один раз, поэтому увеличение количества ферментов означает, что большее количество молекул субстрата может быть превращено в продукты реакции. Кроме того, при наличии большего количества молекул существует большая вероятность столкновения субстрата и ферментов. Поскольку количество ферментов увеличивается, концентрация субстрата становится ограничивающим фактором.

Если в растворе больше ферментов, чем молекул субстрата, добавление большего количества субстрата или увеличение концентрации субстрата первоначально увеличит скорость реакции. По мере прохождения реакции молекулы субстрата израсходованы, поскольку они превращаются в продукты реакции. Это означает, что концентрация субстрата уменьшается со временем и снова становится ограничивающим фактором скорости реакции. Концентрация субстрата может увеличиваться до тех пор, пока не будут использованы все ферменты, что будет максимальной скоростью реакции для этой концентрации ферментов.

Изменения температуры и pH также могут влиять на скорость реакции, даже если используются максимальная концентрация субстрата и концентрация фермента. Повышенная температура увеличивает скорость реакции, в то время как пониженная температура уменьшает скорость. Это связано с тем, что молекулы имеют больше энергии и имеют больше шансов объединиться. Температуру можно повысить только до определенной точки, иначе это приведет к разрушению ферментов, а также к изменениям pH. Ферменты имеют оптимальную температуру и рН, при которых они будут работать и будут обеспечивать максимальную скорость реакции.