Sustrato (química) para niños
En química, un sustrato es la sustancia principal que participa en una reacción química. Imagina que es el ingrediente que se transforma para crear algo nuevo, llamado producto.
En la química orgánica, que estudia los compuestos del carbono, el sustrato es la sustancia que queremos cambiar o modificar.
En la bioquímica, que estudia las reacciones en los seres vivos, un sustrato es la molécula sobre la que actúa una enzima. Las enzimas son como herramientas especiales que aceleran las reacciones.
El significado de "sustrato" puede cambiar un poco según el tema, pero siempre se refiere a la molécula que se convierte en un producto.
Contenido
¿Qué es un sustrato en bioquímica?
En bioquímica, el sustrato es una molécula sobre la que trabaja una enzima. Las enzimas aceleran las reacciones químicas que involucran a los sustratos.
¿Cómo actúan las enzimas sobre los sustratos?
Cuando hay un solo sustrato, este se une a una parte especial de la enzima llamada sitio activo. Juntos, forman un "complejo enzima-sustrato". Luego, el sustrato se transforma en uno o más productos, que se liberan del sitio activo. Así, el sitio activo queda libre para recibir otra molécula de sustrato.
Si hay varios sustratos, pueden unirse al sitio activo en un orden específico antes de reaccionar juntos y formar los productos.
Ejemplos de sustratos en la vida diaria
Un ejemplo es la formación de cuajada, que ocurre cuando se añade la enzima renina a la leche. En esta reacción, una proteína de la leche (como la caseína) es el sustrato, y la renina es la enzima. Los productos son dos partes más pequeñas que se forman al cortar la proteína grande.
Otro ejemplo es la descomposición del peróxido de hidrógeno (agua oxigenada) por la enzima catalasa. El peróxido de hidrógeno se convierte en agua y gas oxígeno.
Las enzimas son catalizadores, lo que significa que no cambian durante la reacción. Sin embargo, el sustrato sí se transforma en producto.
- <chem> {E} + S <=> ES -> EP <=> {E} + P </chem>
- Aquí, E es la enzima, S es el sustrato y P es el producto.
Los primeros y últimos pasos de esta reacción (unión y liberación) suelen ser reversibles, lo que significa que pueden ir en ambas direcciones. Pero el paso del medio, donde el sustrato se convierte en producto, puede ser irreversible (como en los ejemplos de la renina y la catalasa) o reversible (como en muchas reacciones de la glucólisis, un proceso para obtener energía).
Si aumentamos la cantidad de sustrato, la velocidad de la reacción aumenta. Esto se debe a que hay más posibilidades de que la enzima y el sustrato se encuentren y formen el complejo. Esto sigue ocurriendo hasta que la cantidad de enzima se convierte en el factor que limita la velocidad de la reacción.
¿Qué es la promiscuidad del sustrato?
Aunque las enzimas suelen ser muy específicas (cada una actúa sobre un tipo de sustrato), algunas pueden trabajar con más de un sustrato. A esto se le llama "promiscuidad enzimática".
Una enzima puede tener muchos sustratos naturales o ser muy específica. También puede tener un sustrato principal y algunos sustratos similares que puede transformar, pero más lentamente.
Es importante saber que lo que una enzima puede hacer en un laboratorio (in vitro) no siempre es lo mismo que hace dentro de un ser vivo (in vivo). Por ejemplo, una enzima puede descomponer dos sustancias en el laboratorio, pero en el cuerpo, solo descompone una de ellas.
Sustratos sensibles en medicamentos
Los sustratos sensibles son medicamentos que muestran un gran aumento en su concentración en el cuerpo (medido por el "área bajo la curva" o AUC) cuando se toman junto con otros medicamentos que bloquean una vía metabólica específica. Este aumento es de 5 veces o más.
Los sustratos de sensibilidad moderada son medicamentos que muestran un aumento en su concentración de 2 a menos de 5 veces cuando se toman con los mismos bloqueadores.
Interacción entre sustratos de medicamentos
Cuando varios medicamentos son procesados por la misma enzima en el cuerpo (como las enzimas del citocromo P450), pueden interactuar entre sí. Esto puede cambiar cómo funcionan los medicamentos en el cuerpo, lo cual es importante para los médicos.
Galería de imágenes
Véase también
En inglés: Substrate (chemistry) Facts for Kids
- Reacción química
- Reactivo
- Catalizador
- Enzima
- Producto
- Reactivo limitante
- Solvente
