Che cos'è un substrato in chimica?

I termini di chimica possono essere fonte di confusione, in parte perché alcuni termini hanno più significati correlati (ma diversi) a seconda del ramo della chimica con cui hai a che fare. Prendi ad esempio la parolasubstratoin chimica: può riferirsi a un substrato chimico o a un substrato enzimatico a seconda del contesto in cui viene utilizzato. Poiché gli usi sono correlati, tuttavia, imparare come viene utilizzato il termine in diversi tipi di reazioni chimiche può darti una migliore comprensione del concetto di substrati nel suo insieme.

In chimica, puoi definire il substrato in senso lato come il mezzo in cui avviene la tua reazione chimica. È un po' più di questo, tuttavia; il substrato è anche tipicamente il reagente della tua reazione chimica, il che significa che è il componente chimico che viene effettivamente agito e trasformato in qualcos'altro dalla reazione. Alla fine della reazione, il reagente del substrato originale non avrà più la stessa composizione chimica.

Vale la pena notare che il substrato è spesso chimicamente stabile prima della reazione, tuttavia. In molti casi, è necessaria una sostanza chimica esterna o un'applicazione di energia per iniziare la reazione chimica; questa influenza esterna è nota come catalizzatore. Il catalizzatore avvia la reazione, ma in realtà non ne fa parte; il risultato finale sarà comunque un cambiamento nel substrato ma non sarà una combinazione del substrato e del catalizzatore.

In biochimica, la definizione di substrato cambia leggermente. In questo contesto, i substrati sono tipicamente indicati come "substrati enzimatici" e rappresentano i materiali organici su cui un enzima agisce per provocare una reazione. È simile alla definizione di reagente usata in chimica generale, ma è importante notare che questa definizione è un po' più ristretta; si riferisce solo a un materiale presente nelle reazioni enzimatiche e solo a un certo tipo di materiale.

Potresti notare una somiglianza tra le reazioni enzimatiche con il substrato e il modo in cui i catalizzatori iniziano una reazione chimica nella chimica generale. Nel caso della biochimica, gli enzimi svolgono il ruolo di catalizzatore per iniziare una reazione all'interno del substrato senza essere effettivamente parte del risultato finale della reazione.

Nonostante le leggere differenze nelle definizioni generali di chimica e biochimica del substrato, il concetto di base dovrebbe essere abbastanza chiaro. Per quanto riguarda la chimica, un substrato è generalmente visto come un materiale chimico su cui un altro materiale può agire per causare un cambiamento. Il cambiamento si verifica nel substrato stesso e non nel catalizzatore o enzima esterno, e nella maggior parte dei casi potrebbe accadere da solo se fosse concesso un tempo sufficiente.

Come con la definizione più specifica vista in biochimica, anche altre nicchie della chimica possono avere definizioni specifiche della parola "substrato" che differiscono leggermente dalla definizione generale. Il concetto di base rimarrà lo stesso, tuttavia, indipendentemente dalle specificità imposte dalla nicchia. Sebbene il contesto e i dettagli possano differire, i substrati in chimica saranno sempre una qualche forma di sostanza chimica o molecola su cui un'altra sostanza chimica o oggetto può agire in qualche modo.

Tieni presente che la chimica non è l'unica scienza che fa uso del termine "substrato". La biologia usa il termine per indicare un materiale di crescita per organismi biologici (come il materiale su cui crescono i batteri in una capsula di Petri), mentre la geologia definisce il substrato come lo strato sottostante di roccia o altri materiali trovati sotto il suolo. Anche altre scienze come la scienza dei materiali usano il termine con lievi variazioni sul suo significato. Sebbene le specifiche differiscano da una scienza all'altra, tuttavia, la parola substrato è generalmente definita come una sorta di nucleo o superficie in tutto il mondo scientifico.