Che cosa è un substrato in chimica?

Un substrato in chimica è un esempio particolare di un reagente. Reagenti passano attraverso cambiamenti chimici per produrre prodotti. Nel caso di un substrato, è un reagente che ha il potenziale per trasformare in un prodotto specifico, ma solo molto lentamente. La reazione chimica di un substrato è facilitata da un enzima. Substrati sono diffusi in tutta la chimica e la biochimica.

Storia

Per qualsiasi reazione chimica, il modello di base è che hai almeno un reagente. Tale reagente allora poi si sposterà a qualche tappa intermedia prima di diventare infine il suo prodotto. Reazioni chimiche si verificano solo quando la reazione è termodinamicamente favorevole, oppure quando viene fornita l'energia in eccesso. Per qualsiasi reazione, una certa quantità di energia per il reattivo, conosciuto come l'energia di attivazione, è necessaria spostarlo in fase intermedia.

Identificazione

I substrati sono unici in chimica a causa del loro bisogno di un catalizzatore per la reazione di procedere. Un enzima è un composto chimico che può accelerare la velocità con cui un reagente si muove attraverso una reazione chimica. Nel caso di chimica, un substrato è essenzialmente un reagente che può essere alleviato lungo con l'aiuto di una molecola di esterno che, oltre alla sua funzione d'assistenza, non partecipa alla reazione.

Caratteristiche

Il modo in cui interagiscono un substrato e un catalizzatore può variare. In alcuni casi, la presenza di un catalizzatore può contribuire a stabilizzare la forma intermedia di un substrato. Altre volte, esso può destabilizzare la forma di base del substrato, rendendo più facile per formare la forma intermedia. Nei casi in cui il substrato è costituito da molteplici composti che devono reagire insieme, il catalizzatore può aiutare portando i substrati (che sono essenzialmente reagenti) insieme per accelerare la loro reazione.

Esperto Insight

Mentre un substrato è un tipo di reagente chimico che spesso ha bisogno di un catalizzatore, si deve osservare che il catalizzatore non fa nulla per cambiare i parametri dell'equazione chimica. Al massimo, l'effetto di un catalizzatore su un substrato è solo per velocizzare lungo una reazione abbassando la quantità di energia necessaria per ottenere il substrato allo stato intermedio. I substrati senza catalizzatori sono perfettamente in grado di reagire per conto proprio, seppur lentamente e quando il catalizzatore è usato per una reazione, il catalizzatore stesso non è consumato o modificato.

Considerazioni

La presenza di substrati e catalizzatori è particolarmente diffusa nelle reazioni biochimiche. Ho tanto di natura, è necessario essere accelerato fino a fornire un'adeguata quantità di prodotti reazioni che altrimenti si verificherebbero molto lentamente. Un esempio biologico di un catalizzatore è la coagulazione del latte, nel quale latte vi è il substrato che è catalizzato dalla rennina enzima. Un altro esempio che si verifica all'interno del corpo umano è la decomposizione del perossido di idrogeno, una sostanza tossica per le cellule. In questo caso, il substrato è il perossido di idrogeno e il catalizzatore è l'enzima catalasi.