Dalam reaksi biokimia, substrat adalah zat tempat enzim bekerja. Reaksi seperti itu umumnya mengubah molekul substrat menjadi beberapa zat lain. Istilah “konsentrasi substrat” digunakan untuk menggambarkan jumlah molekul substrat dalam suatu larutan. Ini adalah salah satu faktor yang mempengaruhi laju reaksi, dan dapat menjadi faktor pembatas bagi mereka.
Enzim sangat spesifik, yang berarti bahwa mereka biasanya hanya bekerja pada satu substrat. Selama reaksi yang dikendalikan enzim, enzim bergabung dengan substrat di situs aktif. Untuk melakukannya, enzim memiliki bentuk yang sangat khusus yang sangat cocok dengan substratnya. Kompleks enzim-substrat terbentuk ketika enzim menempel pada substrat. Ketika reaksi selesai dan produk dibuat, mereka dilepaskan dari enzim, yang sekarang dapat mengkatalisis reaksi lain.
Apakah suatu reaksi akan terjadi tergantung pada apakah molekul substrat akan bertumbukan dan bergabung dengan enzim yang dibutuhkan. Konsentrasi substrat, konsentrasi enzim, suhu dan pH adalah semua faktor yang akan mempengaruhi laju reaksi yang dikendalikan oleh enzim. Faktor yang berada pada level terendah menjadi faktor pembatas reaksi.
Konsentrasi substrat adalah jumlah molekul substrat yang terdapat dalam larutan tertentu, sedangkan konsentrasi enzim adalah jumlah enzim. Satu enzim hanya dapat bekerja pada satu molekul substrat pada satu waktu, sehingga peningkatan enzim berarti lebih banyak molekul substrat dapat diubah menjadi produk reaksi. Juga, dengan lebih banyak molekul yang ada, ada kemungkinan lebih besar dari substrat dan enzim bertabrakan. Ketika jumlah enzim meningkat, konsentrasi substrat sekarang menjadi faktor pembatas.
Jika ada lebih banyak enzim dalam larutan daripada molekul substrat, menambahkan lebih banyak substrat, atau meningkatkan konsentrasi substrat, akan meningkatkan laju reaksi awalnya. Saat reaksi berlangsung, molekul substrat digunakan karena diubah menjadi produk reaksi. Ini berarti bahwa konsentrasi substrat menurun dari waktu ke waktu dan sekali lagi menjadi faktor pembatas pada laju reaksi. Konsentrasi substrat dapat ditingkatkan sampai titik di mana semua enzim digunakan, yang akan menjadi laju maksimum reaksi untuk konsentrasi enzim tersebut.
Perubahan suhu dan pH juga dapat mempengaruhi laju reaksi meskipun konsentrasi substrat dan konsentrasi enzim digunakan secara maksimal. Kenaikan suhu meningkatkan laju reaksi sedangkan penurunan suhu menurunkan laju. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa molekul memiliki lebih banyak energi dan lebih mungkin untuk bergabung. Temperatur hanya dapat dinaikkan sampai titik tertentu atau akan menyebabkan enzim rusak, seperti halnya perubahan pH. Enzim memiliki suhu dan pH optimum di mana mereka akan bekerja dan akan memberikan laju reaksi tertinggi.