Een substraat in de chemie is een specifiek voorbeeld van een reactant. Reactanten ondergaan chemische veranderingen om producten op te leveren. In het geval van een substraat is het een reactant die de potentie heeft om in een specifiek product te veranderen, maar slechts heel langzaam. De chemische reactie van een substraat wordt vergemakkelijkt door een enzym. Substraten komen veel voor in zowel scheikunde als biochemie.

Geschiedenis

Voor elke chemische reactie is het basismodel dat je ten minste één reactant hebt. Die reactant zal dan overgaan naar een tussenstadium voordat hij uiteindelijk zijn product wordt. Chemische reacties treden alleen op wanneer de reactie thermodynamisch gunstig is, of wanneer overtollige energie wordt toegevoerd. Voor elke reactie is een bepaalde hoeveelheid energie aan de reactant, bekend als de activeringsenergie, nodig om deze naar de tussenfase te verplaatsen.

Identificatie

Substraten zijn uniek in de chemie vanwege hun behoefte aan een katalysator om de reactie voort te zetten. Een enzym is een chemische verbinding die de snelheid waarmee een reactant door een chemische reactie beweegt, kan versnellen. In het geval van chemie is een substraat in essentie een reactant die samen met een buitenmolecule kan worden verlicht, die, afgezien van zijn ondersteunende functie, niet deelneemt aan de reactie.

Functies

De manier waarop een substraat en een katalysator samenwerken, kan variëren. In sommige gevallen kan de aanwezigheid van een katalysator helpen de tussenvorm van een substraat te stabiliseren. Andere keren kan het de basisvorm van het substraat destabiliseren, waardoor het gemakkelijker wordt om de tussenvorm te vormen. In gevallen waarin het substraat uit meerdere verbindingen bestaat die samen moeten reageren, kan de katalysator helpen door de substraten (die in essentie reactanten zijn) samen te brengen om hun reactie te versnellen.

Expert Insight

Hoewel een substraat een type chemische reactant is dat vaak een katalysator nodig heeft, moet worden opgemerkt dat de katalysator niets doet om de parameters van de chemische vergelijking daadwerkelijk te veranderen. Hoogstens is het effect van een katalysator op een substraat alleen om een ​​reactie te versnellen door de hoeveelheid energie te verlagen die nodig is om het substraat in de tussentoestand te brengen. Substraten zonder katalysator zijn perfect in staat om zelfstandig te reageren, zij het langzaam, en wanneer een katalysator wordt gebruikt voor een reactie, wordt de katalysator zelf niet geconsumeerd of gewijzigd.

Overwegingen

De aanwezigheid van substraten en katalysatoren komen met name veel voor in biochemische reacties. Ik heb veel van de natuur, reacties die anders heel langzaam zouden optreden, moeten worden versneld om een ​​voldoende hoeveelheid van de producten te leveren. Een biologisch voorbeeld van een katalysator is de coagulatie van melk, waarbij melk zelf het substraat is dat wordt gekatalyseerd door het enzym rennin. Een ander voorbeeld dat in het menselijk lichaam voorkomt, is de afbraak van waterstofperoxide, een stof die giftig is voor cellen. In dit geval is het substraat waterstofperoxide en is de katalysator het enzym catalase.