Substraattivalikoima

Substraattivalikoima tarkoittaa sitä kirjoa substraatteja, joita tietty entsyymi, mekanismi tai organismi voi käyttää tai muuntaa. Se kuvaa kykyä sitoa ja katalysoida erilaisten kemiallisten rakenteiden muodostamia reaktioita. Käytetään erityisesti biokemiassa, entsyymologiassa, mikrobiologiassa ja ympäristöbiologiassa.

Laaja substraattivalikoima viittaa promiscuoiseen toimintaan, jolloin useita erilaisia substraatteja kelpaa, kun taas kapea valikoima merkitsee korkeaa spesifisyyttä. Valikoimaan vaikuttavat sekä biologiset tekijät (aktiivialueen muoto, sitoutumiskohtien kemia, kofaktorit, transporttimekanismit) että fysikaaliset olosuhteet (pH, lämpötila, suolapitoisuus). Myös substraattien kemialliset ominaisuudet, kuten funktionaaliset ryhmät, kooltaan ja hydrofobisuus, vaikuttavat.

Valikoiman tutkimuksessa käytetään muun muassa kineettisiä mittauksia useammalla substraatilla (Km, Vmax ja kcat), sekä substraattiprofilointia ja kirjasto- tai mikroarray-testejä. Mikrobien tutkimuksessa valikoima voidaan arvioida kasvun perusteella erilaisilla hiililähteillä; entsyymien kohdalla mitataan tuotos ja reaktiotuotteet.

Sovellukset: teollinen biokemia ja bioteknologia, kuten entsyymien muokkaus laajentamaan valikoimaa ja siten mahdollistamaan haluttujen substraattien katalyysit, sekä ympäristöbiologia, jossa valikoima vaikuttaa biodegradointikykyyn.