Nestabilita peptidů je jedním z hlavních problémů při výzkumu jejich formulací a existuje pro to mnoho důvodů. Ale není mnoho hlavních důvodů pro nestabilitu určitého peptidu. Detailní studie účinků vnějších podmínek (jako je pH, teplota, světlo, koncentrace kyslíku atd.) na stabilitu peptidu může pomoci navrhnout racionální formulaci. Ačkoli mechanismus, kterým aditiva stabilizují peptidy, není dosud plně objasněn, použití aditiv je stále jedním z hlavních prostředků ke zlepšení stability peptidových formulací. Použití analytických metod, jako je CD a DSC, může pomoci rychle vyhledat vhodná aditiva.
Důvody nestability peptidů:
Deamidační reakce: Při deacetylační reakci jsou Asn/Gln zbytky hydrolyzovány za vzniku Asp/Glu. Provádí se neenzymatická deamidační reakce. Amidové skupiny ve struktuře Asn Gly jsou snadněji hydrolyzovány a amidové skupiny umístěné na povrchu molekuly jsou také snadněji hydrolyzovány než ty uvnitř molekuly.
Existují dva hlavní důvody, proč jsou peptidové roztoky náchylné k oxidaci: jedním je kontaminace peroxidy v roztoku a druhým je spontánní oxidace peptidů. Mezi všemi aminokyselinovými zbytky se nejsnáze oxidují Met, Cys, His, Trp, Tyr atd. Parciální tlak kyslíku, teplota a roztok pufru mají také vliv na oxidaci.
Hydrolýza: Peptidové vazby v peptidech se snadno hydrolyzují a štěpí. Peptidové vazby vytvořené Asp jsou snadněji rozbité než jiné peptidové vazby, zejména Asp Pro a Asp Gly peptidové vazby.
Tvorba nesprávných disulfidových vazeb: Výměna mezi disulfidovými vazbami nebo mezi disulfidovými vazbami a thiolovými skupinami může vytvářet nesprávné disulfidové vazby, což vede ke změnám terciární struktury a ztrátě aktivity.
Racemizace: Kromě Gly jsou alfa uhlíkové atomy všech aminokyselinových zbytků chirální a snadno podléhají racemizačním reakcím za alkalické katalýzy. Mezi nimi jsou Asp zbytky nejvíce náchylné k racemizačním reakcím.
- eliminace: - eliminace se týká eliminace funkčních skupin na - atomu uhlíku v aminokyselinových zbytcích. Cys, Ser, Thr, Phe, Tyr a další zbytky mohou být degradovány eliminací. - eliminace je náchylná k alkalickému pH a vliv na ni má také teplota a kovové ionty.
Denaturace, adsorpce, agregace nebo precipitace obecně souvisí s destrukcí terciárních a sekundárních struktur. V denaturovaném stavu jsou peptidy často náchylnější k chemickým reakcím a jejich aktivita se obtížně obnovuje. V procesu denaturace peptidů se nejprve tvoří meziprodukty. Rozpustnost meziproduktů je obvykle nízká, takže se snadno agregují a tvoří agregáty, které zase tvoří viditelné sraženiny pouhým okem.
Povrchová adsorpce proteinů je další problém s bolestí hlavy, se kterým se setkáváme během jejich skladování a používání, jako je adsorbování riL-2 na povrchu potrubí během perfuze Qu, což způsobuje ztrátu aktivity.