substraattipitoisuudesta

Substraattipitoisuudesta viittaa siihen, kuinka paljon substraattia on jossakin järjestelmässä, kuten biokemiallisessa reaktiossa tai solujen kasvussa. Substraatti on aine, jota entsyymi muuntaa reaktiotuotteeksi; substraattipitoisuus ilmaisee määrän tilavuusyksikköä kohden (yleisesti molaarisuus, M, tai millimolariteetti, mM).

Määrä vaikuttaa reaktionopeuteen. Usein reaktiovelkkuus seuraa Michaelis–Menten-käyrää: v = Vmax [S] / (Km + [S]). Pienillä [S] reaktio on herkkä pitoisuudelle; suurilla [S] reaktio saavuttaa Vmaxin. Km kuvaa substraatin sitoutumisen affiniteettia. Korkeat substraattipitoisuudet voivat aiheuttaa substraatti-inhibitiota joillakin entsyymeillä, jolloin nopeus notkistuu.

Sovelluksia: Bioteknologiassa substraattipitoisuuden hallinta on ratkaisevaa tuotantoprosesseissa. Esimerkiksi fermentaatiossa ja biokatalyysissä pitoisuus vaikuttaa kasvuun, metabolian virtaan, tuotteiden määrään ja prosessin tehokkuuteen. Pitoisuutta säädellään syöttöstrategioilla (fed-batch, jatkuva) sekä poistamalla ylimääräistä substraattia.

Mittaukset: substraattipitoisuus mitataan analyysillä kuten HPLC, UV-vis-spektroskopia, tai biokemiallisilla testeillä. Tulokset raportoidaan yleensä M- tai mM-yksikköinä.

Riski: järjestelmästä riippuen oikea pitoisuus voi parantaa tai heikentää reaktiota; virheellinen pitoisuus voi johtaa tehottomuuteen, sivutuotteisiin tai solujen stressiin.