Sustrato (química)

en bioquímica, el sustrato es una molécula sobre la que actúa una enzima. Las enzimas catalizan las reacciones químicas que involucran el sustrato(s). En el caso de un único sustrato, el sustrato se une con el sitio activo de la enzima, y se forma un complejo enzima-sustrato. El sustrato se transforma en uno o más productos, que luego se liberan del sitio activo. El sitio activo es entonces libre de aceptar otra molécula de sustrato., En el caso de más de un sustrato, estos pueden unirse en un orden particular al sitio activo, antes de reaccionar juntos para producir productos. Un sustrato se denomina «cromogénico» si da lugar a un producto coloreado cuando actúa sobre él una enzima. En los estudios histológicos de localización enzimática, el producto coloreado de la acción enzimática se puede ver bajo un microscopio, en secciones delgadas de tejidos biológicos. Del mismo modo, un sustrato se llama ‘fluorogénico’ si da lugar a un producto fluorescente cuando actúa sobre una enzima.,

por ejemplo, la formación de cuajada (coagulación del cuajo) es una reacción que se produce al añadir la enzima renina a la leche. En esta reacción, el sustrato es una proteína de la leche (por ejemplo, caseína) y la enzima es renina. Los productos son dos polipéptidos que se han formado por la escisión del sustrato peptídico más grande. Otro ejemplo es la descomposición química del peróxido de hidrógeno llevada a cabo por la enzima catalasa. Como las enzimas son catalizadores, no son cambiadas por las reacciones que llevan a cabo. Sin embargo, el sustrato o los sustratos se convierten en producto o productos., Aquí, el peróxido de hidrógeno se convierte en agua y gas oxígeno.

E + S EP − − ES ES EP EP EP − − E E + p {\displaystyle {\ce {{e}+ s <=> es -> EP <=> {e}+ p}}}

• donde E es enzima, s es sustrato y P es producto

mientras que el primer paso (Unión) y el tercer paso (unión) son, en general, reversibles, el paso medio puede ser irreversible (como en las reacciones de renina y catalasa mencionadas anteriormente) o reversible (p. ej., muchas reacciones en la vía metabólica de la glucólisis).

al aumentar la concentración del sustrato, la velocidad de reacción aumentará debido a la probabilidad de que aumente el número de complejos enzima-sustrato; esto ocurre hasta que la concentración enzimática se convierte en el factor limitante.

promiscuidad del substrato

aunque las enzimas son típicamente altamente específicas, algunas son capaces de realizar catálisis en más de un substrato, una propiedad denominada promiscuidad enzimática. Una enzima puede tener muchos sustratos nativos y una amplia especificidad (p. ej., oxidación por citocromo p450s) o puede tener un único sustrato nativo con un conjunto de sustratos no nativos similares que puede catalizar a una tasa más baja. Los sustratos con los que una enzima determinada puede reaccionar in vitro, en un entorno de laboratorio, pueden no reflejar necesariamente los sustratos fisiológicos y endógenos de las reacciones de la enzima in vivo. Es decir que las enzimas no necesariamente realizan todas las reacciones en el cuerpo que pueden ser posibles en el laboratorio., Por ejemplo, mientras que la amida hidrolasa de ácidos grasos (FAAH) puede hidrolizar los endocannabinoides 2-araquidonoilglicerol (2-AG) y anandamida a tasas comparables in vitro, la interrupción genética o farmacológica de FAAH eleva la anandamida pero no el 2-AG, lo que sugiere que el 2-AG no es un sustrato endógeno in vivo para FAAH. En otro ejemplo, se observa que las n-acil taurinas (NATs) aumentan dramáticamente en animales alterados por la FAAH, pero en realidad son sustratos pobres de la FAAH in vitro.,

Sensitividadeditar

los sustratos sensibles también conocidos como sustratos índice sensibles son fármacos que demuestran un aumento en el AUC ≥5 veces con inhibidores de índice fuertes de una vía metabólica dada en estudios clínicos de interacción fármaco-fármaco (IDD).

los sustratos sensibles moderados son fármacos que demuestran un aumento en el AUC de ≥2 a<5 veces con inhibidores de índice fuertes de una vía metabólica dada en estudios clínicos de DDI.,

interacción entre sustratoseditar

el metabolismo por la misma isoenzima del citocromo P450 puede dar lugar a varias interacciones farmacológicas clínicamente significativas.