Pri biokemičnih reakcijah je substrat snov, na katero deluje encim. Takšna reakcija na splošno spremeni molekule substrata v neko drugo snov. Izraz “koncentracija substrata” se uporablja za opis števila molekul substrata v raztopini. Je eden od dejavnikov, ki vpliva na hitrost reakcij in je lahko zanje omejujoč dejavnik.
Encimi so zelo specifični, kar pomeni, da običajno delujejo samo na en substrat. Med encimsko nadzorovano reakcijo se encim združi s substratom na aktivnem mestu. Za to ima encim zelo specializirano obliko, ki se natančno prilega substratu. Ko se encim veže na substrat, nastane kompleks encim-substrat. Ko je reakcija končana in nastanejo produkti, se sprostijo iz encima, ki lahko zdaj katalizira drugo reakcijo.
Ali bo prišlo do reakcije, je odvisno od tega, ali bo molekula substrata trčila in se združila z zahtevanim encimom. Koncentracija substrata, koncentracija encimov, temperatura in pH so vsi dejavniki, ki bodo vplivali na hitrost encimsko nadzorovanih reakcij. Faktor, ki je na najnižji ravni, postane omejevalni faktor za reakcijo.
Koncentracija substrata je število substratnih molekul, ki jih najdemo v določeni raztopini, medtem ko je koncentracija encimov število encimov. En encim lahko hkrati deluje samo na eno molekulo substrata, zato povečanje encimov pomeni, da se lahko več molekul substrata pretvori v produkte reakcije. Tudi, če je prisotnih več molekul, obstaja večja možnost trčenja substrata in encimov. Ker se število encimov povečuje, postane koncentracija substrata omejevalni dejavnik.
Če je v raztopini več encimov kot molekul substrata, bo dodajanje več substrata ali povečanje koncentracije substrata na začetku povečalo hitrost reakcije. Ko reakcija napreduje, se molekule substrata porabijo, saj se pretvorijo v produkte reakcije. To pomeni, da se koncentracija substrata sčasoma zmanjšuje in ponovno postane omejevalni dejavnik hitrosti reakcije. Koncentracijo substrata je mogoče povečati do točke, ko se uporabijo vsi encimi, kar bo največja hitrost reakcije za to koncentracijo encimov.
Spremembe temperature in pH lahko vplivajo tudi na hitrost reakcije, tudi če se uporabita največja koncentracija substrata in koncentracija encimov. Zvišana temperatura poveča hitrost reakcije, medtem ko znižana temperatura zmanjša hitrost. To je posledica dejstva, da imajo molekule več energije in je večja verjetnost, da se združijo. Temperaturo je mogoče zvišati le do določene točke, sicer bo povzročilo razgradnjo encimov, prav tako spremembe pH. Encimi imajo optimalno temperaturo in pH, pri katerih bodo delovali in bodo zagotovili najvišjo stopnjo reakcije.