substraattikoncentratiosta

Substraattikoncentraatio viittaa pitoisuuteen, jossa substraatti on läsnä kemiallisessa reaktiossa tai biologisessa prosessissa. Kemiallisissa reaktioissa substraattikoncentraatio vaikuttaa reaktionopeuteen. Yleensä reaktionopeus kasvaa substraattikoncentraation kasvaessa aina tiettyyn pisteeseen asti. Kun substraattia on niin paljon, että kaikki reaktiokatalyytit, kuten entsyymit, ovat täysin sidottuja, reaktionopeus saavuttaa maksiminsa ja ei enää kasva, vaikka substraattikoncentraatiota lisättäisiin. Tätä ilmiötä kuvataan Michaelis-Menten kinetiikassa, joka on erityisen tärkeä entsymaattisissa reaktioissa. Michaelis-menten vakio (Km) kuvaa sitä substraattikoncentraatiota, jossa reaktionopeus on puolet maksiminopeudesta.

Biologisissa järjestelmissä substraattikoncentraatiolla on merkitystä solunsisäisissä ja solujen välisissä prosesseissa. Esimerkiksi hermosolujen välittäjäaineiden pitoisuudet synapsiraossa vaikuttavat hermoimpulssin välittymiseen. Myös solunsisäisten aineenvaihduntareittien säätelyssä substraattien ja tuotteiden pitoisuudet ovat keskeisiä. Solut säätelevät substraattikoncentraatioita aktiivisesti kuljetusmekanismien, synteesin ja hajotuksen kautta. Poikkeamat optimaalisista substraattikoncentraatioista voivat johtaa häiriöihin solujen toiminnassa ja aineenvaihdunnassa, mikä voi ilmetä erilaisina sairauksina. Esimerkiksi verensokerin säätelyssä glukoosin pitoisuus on kriittinen.