Niestabilność peptydów jest jednym z głównych problemów w badaniach nad ich formułowaniem i istnieje wiele przyczyn takiego stanu rzeczy. Ale nie ma wielu głównych przyczyn niestabilności określonego peptydu. Szczegółowe badanie wpływu warunków zewnętrznych (takich jak pH, temperatura, światło, stężenie tlenu itp.) na stabilność peptydu może pomóc w zaprojektowaniu racjonalnego preparatu. Chociaż mechanizm, za pomocą którego dodatki stabilizują peptydy, nie jest jeszcze w pełni poznany, stosowanie dodatków jest w dalszym ciągu jednym z głównych sposobów poprawy stabilności preparatów peptydowych. Zastosowanie metod analitycznych, takich jak CD i DSC, może pomóc w szybkim wyszukaniu odpowiednich dodatków.
Przyczyny niestabilności peptydów:
Reakcja deamidacji: W reakcji deacetylacji reszty Asn/Gln ulegają hydrolizie, tworząc Asp/Glu. Przeprowadza się nieenzymatyczną reakcję deamidacji. Grupy amidowe w strukturze Asn Gly ulegają łatwiej hydrolizie, a grupy amidowe znajdujące się na powierzchni cząsteczki również ulegają łatwiej hydrolizie niż te wewnątrz cząsteczki.
Istnieją dwa główne powody, dla których roztwory peptydów są podatne na utlenianie: jeden to zanieczyszczenie roztworu nadtlenkami, a drugi to spontaniczne utlenianie peptydów. Spośród wszystkich reszt aminokwasowych najłatwiej utleniają się Met, Cys, His, Trp, Tyr itp. Ciśnienie cząstkowe tlenu, temperatura i roztwór buforowy również mają wpływ na utlenianie.
Hydroliza: Wiązania peptydowe w peptydach łatwo ulegają hydrolizie i rozbiciu. Wiązania peptydowe utworzone przez Asp są łatwiej rozrywane niż inne wiązania peptydowe, zwłaszcza wiązania peptydowe Asp Pro i Asp Gly.
Tworzenie nieprawidłowych wiązań dwusiarczkowych: Wymiana między wiązaniami dwusiarczkowymi lub między wiązaniami dwusiarczkowymi a grupami tiolowymi może tworzyć nieprawidłowe wiązania dwusiarczkowe, prowadząc do zmian w strukturze trzeciorzędowej i utraty aktywności.
Racemizacja: Z wyjątkiem Gly, atomy węgla alfa wszystkich reszt aminokwasowych są chiralne i łatwo ulegają reakcjom racemizacji w katalizie alkalicznej. Wśród nich reszty Asp są najbardziej podatne na reakcje racemizacji.
- eliminacja: - eliminacja odnosi się do eliminacji grup funkcyjnych na - atomie węgla w resztach aminokwasowych. Cys, Ser, Thr, Phe, Tyr i inne pozostałości można rozłożyć poprzez - eliminację. - eliminacja zachodzi przy pH zasadowym, na co wpływ ma również temperatura i jony metali.
Denaturacja, adsorpcja, agregacja lub wytrącanie są na ogół związane z niszczeniem struktur trzeciorzędowych i drugorzędowych. W stanie zdenaturowanym peptydy są często bardziej podatne na reakcje chemiczne, a ich aktywność jest trudna do odzyskania. W procesie denaturacji peptydów najpierw powstają związki pośrednie. Rozpuszczalność półproduktów jest zwykle niska, co ułatwia ich agregację i tworzenie agregatów, które z kolei tworzą osady widoczne gołym okiem.
Adsorpcja powierzchniowa białek to kolejny problem, który powoduje ból głowy podczas ich przechowywania i stosowania, taki jak adsorbcja riL-2 na powierzchni rurociągu podczas perfuzji Qu, powodująca utratę aktywności.