Wat is een substraat in de chemie?

Chemische termen kunnen verwarrend zijn, deels omdat sommige termen meerdere gerelateerde (maar verschillende) betekenissen hebben, afhankelijk van de tak van de chemie waarmee je te maken hebt. Neem bijvoorbeeld het woordsubstraatin de chemie: het kan verwijzen naar een chemisch substraat of een enzymsubstraat, afhankelijk van de context waarin het wordt gebruikt. Omdat de gebruiken echter verwant zijn, kan het leren hoe de term wordt gebruikt in verschillende soorten chemische reacties u een beter begrip geven van het concept van substraten als geheel.

In de chemie kun je substraat breed definiëren als het medium waarin je chemische reactie plaatsvindt. Het is echter iets meer dan dit; het substraat is ook typisch de reactant van je chemische reactie, wat betekent dat het de chemische component is waarop daadwerkelijk wordt gereageerd en door de reactie in iets anders wordt veranderd. Aan het einde van de reactie zal de oorspronkelijke substraatreagens niet langer dezelfde chemische samenstelling hebben.

Het is echter vermeldenswaard dat het substraat vóór de reactie vaak chemisch stabiel is. In veel gevallen is een externe chemische stof of toepassing van energie vereist om de chemische reactie te starten; deze invloed van buitenaf staat bekend als een katalysator. De katalysator begint de reactie, maar maakt er eigenlijk geen deel van uit; het eindresultaat zal nog steeds een verandering in het substraat zijn, maar niet een combinatie van het substraat en de katalysator.

In de biochemie verandert de definitie van substraat een beetje. In deze context worden substraten typisch aangeduid als "enzymsubstraten" en vertegenwoordigen de organische materialen waarop een enzym inwerkt om een ​​reactie te veroorzaken. Dit is vergelijkbaar met de reactantdefinitie die wordt gebruikt in de algemene chemie, maar het is belangrijk op te merken dat deze definitie wat beperkter is; het verwijst alleen naar een materiaal dat aanwezig is in enzymreacties, en alleen naar een bepaald type materiaal.

Je ziet misschien een overeenkomst tussen enzymreacties met het substraat en de manier waarop katalysatoren een chemische reactie beginnen in de algemene chemie. In het geval van biochemie spelen enzymen de rol van katalysator om een ​​reactie in het substraat te starten zonder daadwerkelijk deel uit te maken van het eindresultaat van de reactie.

Ondanks de kleine verschillen in de algemene chemie- en biochemische definities van substraat, zou het kernconcept vrij duidelijk moeten zijn. Wat de chemie betreft, wordt een substraat over het algemeen gezien als een chemisch materiaal waarop een ander materiaal kan inwerken om een ​​verandering teweeg te brengen. De verandering vindt plaats in het substraat zelf en niet in de externe katalysator of het enzym, en in de meeste gevallen zou het waarschijnlijk vanzelf kunnen gebeuren als er voldoende tijd was.

Net als bij de meer specifieke definitie die wordt gezien in de biochemie, kunnen andere niches van de chemie ook specifieke definities van het woord "substraat" hebben die een beetje verschillen van de algemene definitie. Het kernconcept blijft echter hetzelfde, ongeacht de bijzonderheden die de niche oplegt. Hoewel de context en details kunnen verschillen, zullen substraten in de chemie altijd een of andere chemische stof of molecuul zijn waarop een andere chemische stof of object op de een of andere manier kan inwerken.

Houd in gedachten dat scheikunde niet de enige wetenschap is die gebruik maakt van de term 'substraat'. Biologie gebruikt de term om een ​​groeimateriaal voor biologische organismen aan te duiden (zoals het materiaal waarop bacteriën groeien in een petrischaal), terwijl de geologie substraat definieert als de onderliggende laag gesteente of andere materialen die onder de grond worden gevonden. Andere wetenschappen, zoals materiaalkunde, gebruiken de term ook met kleine variaties in de betekenis ervan. Hoewel de details van wetenschap tot wetenschap verschillen, wordt het woord substraat over het algemeen in de wetenschappelijke wereld gedefinieerd als een soort kern of oppervlak.