Biyokimyasal reaksiyonlarda, substrat bir enzimin etki ettiği maddedir. Böyle bir reaksiyon genellikle substrat moleküllerini başka bir maddeye dönüştürür. "Substrat konsantrasyonu" terimi, bir solüsyondaki substrat moleküllerinin sayısını tanımlamak için kullanılır. Reaksiyon hızını etkileyen faktörlerden biridir ve bunlar için sınırlayıcı bir faktör olabilir.
Enzimler oldukça spesifiktir, bu da genellikle sadece bir substrat üzerinde etki yaptıkları anlamına gelir. Enzim kontrollü bir reaksiyon sırasında, enzim aktif bölgedeki substratla birleşir. Bunu yapmak için, enzim tam olarak alt tabakaya uygun çok özel bir şekle sahiptir. Bir enzim substrat kompleksi, enzim substrata bağlandığında oluşur. Reaksiyon bittiğinde ve ürünler oluşturulduğunda, şimdi başka bir reaksiyonu katalize edebilen enzimden salınırlar.
Bir reaksiyonun meydana gelip gelmeyeceği substrat molekülünün gerekli enzim ile çarpışıp birleşmeyeceğine bağlıdır. Substrat konsantrasyonu, enzim konsantrasyonu, sıcaklık ve pH, enzim kontrollü reaksiyonların hızını etkileyebilecek faktörlerin tümüdür. En düşük seviyede olan faktör, reaksiyon için sınırlayıcı faktör haline gelir.
Substrat konsantrasyonu, belirli bir çözeltide bulunan substrat moleküllerinin sayısıdır, enzim konsantrasyonu ise enzimlerin sayısıdır. Bir enzim bir seferde sadece bir substrat molekülü üzerinde etkili olabilir, bu yüzden enzimlerde artış, daha fazla substrat molekülünün reaksiyonun ürünlerine dönüştürülebileceği anlamına gelir. Ayrıca, daha fazla molekül mevcut olduğunda, substrat ve enzimlerin çarpışması olasılığı daha yüksektir. Enzimlerin sayısı arttıkça, substrat konsantrasyonu şimdi sınırlayıcı faktör haline gelir.
Çözeltide substrat moleküllerinden daha fazla enzim varsa, daha fazla substrat ilave etmek veya substrat konsantrasyonunu artırmak, başlangıçta reaksiyon hızını arttıracaktır. Reaksiyon ilerledikçe, substrat molekülleri reaksiyonun ürünlerine dönüştürülürken kullanılır. Bu, substrat konsantrasyonunun zamanla azaldığı ve bir kez daha reaksiyonun hızını sınırlayan bir faktör olduğu anlamına gelir. Substrat konsantrasyonu, tüm enzimlerin kullanıldığı noktaya kadar arttırılabilir; bu, o enzim konsantrasyonu için maksimum reaksiyon hızı olacaktır.
Sıcaklıktaki ve pH'daki değişiklikler, maksimum substrat konsantrasyonu ve enzim konsantrasyonu kullanılsa bile reaksiyon hızını etkileyebilir. Artan sıcaklık, reaksiyon hızını arttırırken, düşük sıcaklık hızı azaltır. Bunun nedeni moleküllerin daha fazla enerjiye sahip olmaları ve birleşmeleri daha muhtemel olmalarıdır. Sıcaklık yalnızca belirli bir noktaya yükseltilebilir veya pH'ta değişeceği gibi enzimlerin parçalanmasına neden olur. Enzimler, çalışacakları optimum sıcaklık ve pH değerine sahiptir ve en yüksek reaksiyon hızını sağlayacaktır.
