¿Qué es la concentración de sustrato?

En las reacciones bioquímicas, el sustrato es la sustancia sobre la que actúa una enzima. Tal reacción generalmente cambia las moléculas del sustrato en alguna otra sustancia. El término "concentración de sustrato" se usa para describir el número de moléculas de sustrato en una solución. Es uno de los factores que afecta la velocidad de las reacciones y puede ser un factor limitante para ellas.

Las enzimas son altamente específicas, lo que significa que generalmente solo actúan sobre un sustrato. Durante una reacción controlada por enzimas, la enzima se combina con el sustrato en el sitio activo. Para hacerlo, la enzima tiene una forma muy especializada que se adapta exactamente al sustrato. Se forma un complejo enzima-sustrato cuando la enzima se une al sustrato. Cuando finaliza la reacción y se crean los productos, se liberan de la enzima, que ahora puede catalizar otra reacción.

Que ocurra una reacción depende de si la molécula del sustrato colisionará y se combinará con la enzima requerida. La concentración del sustrato, la concentración de la enzima, la temperatura y el pH son factores que afectarán la velocidad de las reacciones controladas por la enzima. El factor que está en el nivel más bajo se convierte en el factor limitante para la reacción.

La concentración de sustrato es el número de moléculas de sustrato que se encuentran en una solución particular, mientras que la concentración de enzima es el número de enzimas. Una enzima solo puede actuar sobre una molécula de sustrato a la vez, por lo que un aumento en las enzimas significa que se pueden convertir más moléculas de sustrato en los productos de la reacción. Además, con más moléculas presentes, hay una mayor posibilidad de que el sustrato y las enzimas colisionen. A medida que aumenta el número de enzimas, la concentración del sustrato ahora se convierte en el factor limitante.

Si hay más enzimas en solución que moléculas de sustrato, agregar más sustrato o aumentar la concentración de sustrato aumentará inicialmente la velocidad de la reacción. A medida que avanza la reacción, las moléculas del sustrato se agotan a medida que se convierten en los productos de la reacción. Esto significa que la concentración de sustrato disminuye con el tiempo y una vez más se convierte en el factor limitante de la velocidad de la reacción. La concentración del sustrato se puede aumentar hasta el punto en que se utilizan todas las enzimas, que será la velocidad máxima de reacción para esa concentración de enzimas.

Los cambios en la temperatura y el pH también pueden afectar la velocidad de la reacción, incluso si se usa la concentración máxima de sustrato y la concentración de enzima. El aumento de la temperatura aumenta la velocidad de la reacción, mientras que la disminución de la temperatura disminuye la velocidad. Esto se debe al hecho de que las moléculas tienen más energía y es más probable que se combinen. La temperatura solo se puede aumentar hasta cierto punto o provocará que las enzimas se descompongan, al igual que los cambios en el pH. Las enzimas tienen una temperatura y un pH óptimos a los que funcionarán y proporcionarán la mayor velocidad de reacción.