Čo je substrát v chémii?

Chemické výrazy môžu byť mätúce, čiastočne preto, že niektoré výrazy majú viac príbuzných (ale odlišných) významov v závislosti od oblasti chémie, ktorej sa venujete. Vezmime si napríklad slovosubstrátv chémii: Môže sa jednať o chemický substrát alebo enzýmový substrát v závislosti od kontextu, v ktorom sa používa. Pretože tieto spôsoby použitia navzájom súvisia, naučenie sa toho, ako sa tento výraz používa v rôznych druhoch chemických reakcií, vám môže pomôcť lepšie pochopiť pojem substráty ako celok.

V chémii môžete substrát všeobecne definovať ako médium, v ktorom prebieha vaša chemická reakcia. Je to však o niečo viac ako toto; substrát je tiež typicky reaktant vašej chemickej reakcie, čo znamená, že je to chemická zložka, na ktorú sa skutočne pôsobí a reakciou sa zmení na niečo iné. Na konci reakcie nebude mať pôvodný substrátový reaktant rovnaký chemický makeup.

Stojí za zmienku, že substrát je však pred reakciou často chemicky stabilný. V mnohých prípadoch je na zahájenie chemickej reakcie potrebná vonkajšia chemikália alebo použitie energie; tento vonkajší vplyv je známy ako katalyzátor. Katalyzátor začína reakciu, ale nie je jej súčasťou; konečným výsledkom bude stále zmena substrátu, ale nebude to kombinácia substrátu a katalyzátora.

V biochémii sa definícia substrátu trochu mení. V tejto súvislosti sa substráty zvyčajne označujú ako „enzýmové substráty“ a predstavujú organické materiály, na ktoré enzým pôsobí, aby spôsobil reakciu. Je to podobné ako definícia reaktantu používaná vo všeobecnej chémii, ale je potrebné poznamenať, že táto definícia je o niečo užšia; označuje iba materiál prítomný v enzýmových reakciách a iba určitý druh materiálu.

Môžete si všimnúť podobnosť medzi enzýmovými reakciami so substrátom a spôsobom, akým katalyzátory začínajú chemickú reakciu vo všeobecnej chémii. V prípade biochémie hrajú enzýmy úlohu katalyzátora pri začatí reakcie v substráte bez toho, aby boli súčasťou konečného výsledku reakcie.

Napriek miernym rozdielom v definíciách substrátu vo všeobecnej chémii a biochémii by mal byť základný koncept celkom jasný. Pokiaľ ide o chémiu, na substrát sa všeobecne pozerá ako na chemický materiál, na ktorý môže iný materiál pôsobiť a spôsobiť tak zmenu. Zmena sa týka samotného substrátu, a nie vonkajšieho katalyzátora alebo enzýmu, a vo väčšine prípadov by sa pravdepodobne mohla uskutočniť sama, ak bude k dispozícii dostatok času.

Rovnako ako v prípade konkrétnejšej definície videnej v biochémii, aj iné medzery v chémii môžu mať špecifické definície slova „substrát“, ktoré sa trochu líšia od všeobecnej definície. Základná koncepcia však zostane rovnaká, bez ohľadu na špecifiká, ktoré výklenok ukladá. Aj keď sa kontext a podrobnosti môžu líšiť, substráty v chémii budú vždy určitou formou chemikálie alebo molekuly, na ktorú môže nejakým spôsobom pôsobiť iná chemikália alebo objekt.

Pamätajte, že chémia nie je jedinou vedou, ktorá používa výraz „substrát“. Biológia používa tento výraz na označenie rastového materiálu pre biologické organizmy (ako napríklad materiál, na ktorom rastú baktérie v Petriho miske), zatiaľ čo geológia definuje substrát ako podkladovú vrstvu hornín alebo iných materiálov nachádzajúcich sa pod pôdou. Ostatné vedy, ako napríklad náuka o materiáloch, tiež používajú tento výraz s miernymi obmenami v jeho význame. Aj keď sa špecifiká medzi jednotlivými vedami líšia, slovo substrát sa vo vedeckom svete všeobecne definuje ako akési jadro alebo povrch.