Substratkonsentrasjonen

Substratkonsentrasjonen beskriver hvor mye substrat som er tilstede i en reaksjon, vanligvis målt i mol per liter (M). I enzymatiske reaksjoner påvirker verdien hvor raskt reaksjonen går, fordi enzymer har et begrenset antall aktive seter.

Den klassiske modellen for forholdet mellom hastighet og substratkonsentrasjon er Michaelis-Menten-ligningen: v = (Vmax [S])/(Km + [S]). Her er v reaksjonsfarten, [S] substratkonsentrasjonen, Vmax den maksimale fart når enzymet er mettet, og Km er substratkonentrasjonen ved halvmaksimal fart og gir et mål på enzymets affinitet.

Når [S] er lav, øker hastigheten omtrent proporsjonalt med [S]. Når [S] er mye større enn Km, nærmer hastigheten seg Vmax og enzymer blir mettet. Km og Vmax avhenger av temperatur og pH og kan variere mellom ulike reaksjoner og forhold.

I praksis følger ikke alle enzymer Michaelis-Menten; allostrisk regulering og kooperativitet kan gi andre kurver. I tillegg kan høy substratkonsentrasjon føre til substrate inhibitjon hos noen enzymer, og det kan være nødvendig å kontrollere [S] i industrielle prosesser eller i metabolisme for å styre flyten i en biokjemisk bane.

Effektiv styring av substratkonsentrasjonen er viktig i forskning og bioteknologi, der man for eksempel optimerer substrattilførsel for å oppnå ønsket reaksjonshastighet uten overraskende avvik.