Nestabilita peptidov je jedným z hlavných problémov pri výskume ich formulácií a existuje na to veľa dôvodov. Nie je však veľa hlavných príčin nestability určitého peptidu. Podrobná štúdia účinkov vonkajších podmienok (ako je pH, teplota, svetlo, koncentrácia kyslíka atď.) na stabilitu peptidu môže pomôcť navrhnúť racionálnu formuláciu. Hoci mechanizmus, ktorým aditíva stabilizujú peptidy, ešte nie je úplne objasnený, použitie aditív je stále jedným z hlavných prostriedkov na zlepšenie stability peptidových formulácií. Použitie analytických metód, ako sú CD a DSC, môže pomôcť rýchlo vyhľadať vhodné prísady.
Dôvody nestability peptidov:
Deamidačná reakcia: Pri deacetylačnej reakcii sa Asn/Gln zvyšky hydrolyzujú za vzniku Asp/Glu. Uskutoční sa neenzymatická deamidačná reakcia. Amidové skupiny v štruktúre Asn Gly sa ľahšie hydrolyzujú a amidové skupiny nachádzajúce sa na povrchu molekuly sa tiež ľahšie hydrolyzujú ako skupiny vo vnútri molekuly.
Existujú dva hlavné dôvody, prečo sú peptidové roztoky náchylné na oxidáciu: jedným je kontaminácia peroxidmi v roztoku a druhým je spontánna oxidácia peptidov. Spomedzi všetkých aminokyselinových zvyškov sa najľahšie oxidujú Met, Cys, His, Trp, Tyr atď. Parciálny tlak kyslíka, teplota a tlmivý roztok majú tiež vplyv na oxidáciu.
Hydrolýza: Peptidové väzby v peptidoch sa ľahko hydrolyzujú a rozbijú. Peptidové väzby tvorené Asp sa lámu ľahšie ako iné peptidové väzby, najmä Asp Pro a Asp Gly peptidové väzby.
Tvorba nesprávnych disulfidových väzieb: Výmena medzi disulfidovými väzbami alebo medzi disulfidovými väzbami a tiolovými skupinami môže vytvárať nesprávne disulfidové väzby, čo vedie k zmenám v terciárnej štruktúre a strate aktivity.
Racemizácia: Okrem Gly sú alfa uhlíkové atómy všetkých aminokyselinových zvyškov chirálne a ľahko podliehajú racemizačným reakciám za alkalickej katalýzy. Spomedzi nich sú Asp zvyšky najviac náchylné na racemizačné reakcie.
- eliminácia: - eliminácia sa týka eliminácie funkčných skupín na - atóme uhlíka v aminokyselinových zvyškoch. Cys, Ser, Thr, Phe, Tyr a iné zvyšky môžu byť degradované elimináciou. - eliminácia je náchylná na alkalické pH a má na to vplyv aj teplota a ióny kovov.
Denaturácia, adsorpcia, agregácia alebo precipitácia sú vo všeobecnosti spojené s deštrukciou terciárnych a sekundárnych štruktúr. V denaturovanom stave sú peptidy často náchylnejšie na chemické reakcie a ich aktivita sa ťažko obnovuje. V procese denaturácie peptidov najskôr vznikajú medziprodukty. Rozpustnosť medziproduktov je zvyčajne nízka, vďaka čomu sa ľahko agregujú a vytvárajú agregáty, ktoré zase tvoria viditeľné zrazeniny voľným okom.
Povrchová adsorpcia proteínov je ďalším problémom s bolesťou hlavy, ktorý sa vyskytuje počas ich skladovania a používania, ako je adsorbovanie riL-2 na povrchu potrubia počas perfúzie Qu, čo spôsobuje stratu aktivity.