Kemian termit voivat olla hämmentäviä osittain siksi, että joillakin termeillä on useita toisiinsa liittyviä (mutta erilaisia) merkityksiä kemian haarasta riippuen. Otetaan esimerkiksi sanasubstraattikemiassa: Se voi viitata joko kemialliseen substraattiin tai entsyymisubstraattiin riippuen kontekstista, jossa sitä käytetään. Koska käytöt liittyvät toisiinsa, oppiminen, miten termiä käytetään erityyppisissä kemiallisissa reaktioissa, voi antaa sinulle paremman käsityksen substraattien kokonaisuudesta.
Kemiallisen substraatin määritelmä
Kemiassa voit määrittää substraatin laajasti väliaineeksi, jossa kemiallinen reaktiosi tapahtuu. Se on kuitenkin hieman enemmän kuin tämä; substraatti on tyypillisesti myös kemiallisen reaktion reaktantti, mikä tarkoittaa, että se on kemiallinen komponentti, johon reaktio todella vaikuttaa ja muuttaa joksikin muuksi. Reaktion lopussa alkuperäisellä substraattireagenssilla ei enää ole samaa kemiallista koostumusta.
On syytä huomata, että substraatti on usein kemiallisesti stabiili ennen reaktiota. Monissa tapauksissa kemiallisen reaktion aloittamiseksi tarvitaan ulkopuolinen kemikaali tai energian käyttö; tämä ulkopuolinen vaikutus tunnetaan katalysaattorina. Katalyytti aloittaa reaktion, mutta ei itse asiassa ole osa sitä; lopputulos on silti substraatin muutos, mutta se ei ole substraatin ja katalyytin yhdistelmä.
Entsyymisubstraatit
Biokemiassa substraatin määritelmä muuttuu vähän. Tässä yhteydessä substraateihin viitataan tyypillisesti "entsyymisubstraateina" ja ne edustavat orgaanisia materiaaleja, joihin entsyymi vaikuttaa reaktion aikaansaamiseksi. Tämä on samanlainen kuin reagenssin määritelmä, jota käytetään yleisessä kemiassa, mutta on tärkeää huomata, että tämä määritelmä on vähän kapeampi; se viittaa vain entsyymireaktioissa läsnä olevaan materiaaliin ja vain tietyntyyppiseen materiaaliin.
Saatat huomata samankaltaisuuden entsyymireaktioiden kanssa substraatin ja tapan kanssa, jolla katalyytit aloittavat kemiallisen reaktion yleisessä kemiassa. Biokemian tapauksessa entsyymeillä on katalyytin rooli aloittaessaan reaktion substraatin sisällä olematta tosiasiallisesti osa reaktion lopputulosta.
Alustojen peruskäsite
Huolimatta pienistä eroista substraatin yleisessä kemian ja biokemian määritelmissä, ydinkonseptin tulisi olla melko selkeä. Kemian osalta substraatti nähdään yleensä kemiallisena materiaalina, johon jokin muu materiaali voi vaikuttaa muutoksen aikaansaamiseksi. Muutos tapahtuu itse substraatilla eikä ulkoisella katalyytillä tai entsyymillä, ja useimmissa tapauksissa se voi todennäköisesti tapahtua yksin, jos riittävästi aikaa annetaan.
Kuten biokemiassa havaitun tarkemman määritelmän kohdalla, myös muilla kemian kapealla voi olla sanalle "substraatti" erityisiä määritelmiä, jotka eroavat hieman yleisestä määritelmästä. Ydinkonsepti pysyy kuitenkin samana markkinarakon asettamista yksityiskohdista riippumatta. Vaikka asiayhteys ja yksityiskohdat voivat vaihdella, kemian substraatit ovat aina jonkinlainen kemikaali tai molekyyli, johon toinen kemikaali tai esine voi toimia jollain tavalla.
Muiden tieteiden substraatit
Muista, että kemia ei ole ainoa tiede, joka käyttää termiä "substraatti". Biologia käyttää termiä osoittamaan biologisten organismien kasvumateriaalia (kuten materiaali, jolla bakteerit kasvavat petrimaljassa), kun taas geologia määrittelee substraatin maan alla olevaksi kivikerrokseksi tai muiksi materiaaleiksi. Muut tieteet, kuten materiaalitiede, käyttävät myös termiä pienellä vaihtelulla sen merkityksessä. Vaikka erityispiirteet eroavat tieteestä toiseen, sanasubstraatti määritellään yleensä jonkinlaiseksi ytimeksi tai pinnaksi koko tiedemaailmassa.
