Kaj je substrat v kemiji?

Kemijski izrazi so lahko zmedeni, deloma tudi zato, ker imajo nekateri izrazi več sorodnih (vendar različnih) pomenov, odvisno od kemijske veje, s katero se ukvarjate. Vzemimo za primer besedosubstratv kemiji: Lahko se nanaša na kemični substrat ali encimski substrat, odvisno od konteksta, v katerem se uporablja. Ker so navade povezane, pa boste z učenjem uporabe tega izraza v različnih vrstah kemijskih reakcij lahko bolje razumeli koncept substratov kot celote.

V kemiji lahko substrat na splošno definirate kot medij, v katerem poteka vaša kemijska reakcija. Vendar je malo več od tega; substrat je običajno tudi reaktant vaše kemične reakcije, kar pomeni, da je kemijska komponenta, na katero reakcija dejansko deluje in se spremeni v nekaj drugega. Na koncu reakcije prvotni reagent za substrat ne bo imel več enake kemične sestave.

Omeniti velja, da je substrat pred reakcijo pogosto kemično stabilen. V mnogih primerih je za začetek kemične reakcije potrebna zunanja kemikalija ali uporaba energije; ta zunanji vpliv je znan kot katalizator. Katalizator začne reakcijo, vendar dejansko ni njen del; končni rezultat bo še vedno sprememba substrata, vendar ne bo kombinacija substrata in katalizatorja.

V biokemiji se definicija substrata nekoliko spremeni. V tem okviru se substrati običajno imenujejo "encimski substrati" in predstavljajo organske snovi, na katere encim deluje, da povzroči reakcijo. To je podobno definiciji reaktanta, ki se uporablja v splošni kemiji, vendar je pomembno omeniti, da je ta definicija nekoliko bolj ozka; nanaša se samo na material, ki je prisoten v encimskih reakcijah, in le na določeno vrsto materiala.

Morda boste opazili podobnost med encimskimi reakcijami s substratom in načinom, kako katalizatorji začnejo kemično reakcijo v splošni kemiji. V primeru biokemije imajo encimi vlogo katalizatorja, da začnejo reakcijo znotraj substrata, ne da bi bili dejansko del končnega rezultata reakcije.

Kljub rahlim razlikam v splošnih kemijskih in biokemijskih definicijah substrata bi moral biti temeljni koncept precej jasen. Kar zadeva kemijo, se na substrat običajno gleda kot na kemični material, na katerega lahko vplivajo nekateri drugi materiali, ki povzročijo spremembe. Sprememba se zgodi na samem substratu in ne na zunanjem katalizatorju ali encimu, v večini primerov pa bi se lahko zgodila sama, če bi bilo dovolj časa.

Kot pri natančnejši definiciji, ki jo vidimo v biokemiji, imajo tudi druge niše v kemiji lahko tudi posebne opredelitve besede "substrat", ki se nekoliko razlikujejo od splošne definicije. Ključni koncept pa bo ostal enak, ne glede na posebnosti, ki jih nalaga niša. Medtem ko se lahko kontekst in podrobnosti razlikujejo, bodo substrati v kemiji vedno neke vrste kemikalije ali molekule, na katere lahko druga kemikalija ali predmet deluje na nek način.

Upoštevajte, da kemija ni edina znanost, ki uporablja izraz "substrat". Biologija uporablja izraz, ki označuje rastni material za biološke organizme (na primer material, na katerem rastejo bakterije v petrijevki), medtem ko geologija substrat opredeljuje kot podložno plast kamnine ali drugih materialov, ki jih najdemo pod zemljo. Tudi druge znanosti, kot je znanost o materialih, uporabljajo izraz z manjšimi spremembami tudi v njegovem pomenu. Čeprav se specifike med posameznimi znanostmi razlikujejo, pa je beseda substrat na splošno opredeljena kot nekakšno jedro ali površina po vsem znanstvenem svetu.