Nestabilnost peptida jedan je od glavnih problema u istraživanju njihove formulacije, a postoji mnogo razloga za to. Ali nema mnogo glavnih razloga za nestabilnost određenog peptida. Detaljna studija učinaka vanjskih uvjeta (kao što su pH, temperatura, svjetlo, koncentracija kisika itd.) na stabilnost peptida može pomoći u dizajniranju racionalne formulacije. Iako mehanizam kojim aditivi stabiliziraju peptide još nije u potpunosti shvaćen, uporaba aditiva je još uvijek jedno od glavnih sredstava za poboljšanje stabilnosti formulacija peptida. Primjena analitičkih metoda kao što su CD i DSC može pomoći u brzom pronalaženju odgovarajućih aditiva.
Razlozi nestabilnosti peptida:
Reakcija deamidacije: U reakciji deacetilacije, Asn/Gln ostaci se hidroliziraju u Asp/Glu. Provodi se neenzimska reakcija deamidacije. Amidne skupine u strukturi Asn Gly lakše se hidroliziraju, a amidne skupine koje se nalaze na površini molekule također se lakše hidroliziraju od onih unutar molekule.
Dva su glavna razloga zašto su otopine peptida sklone oksidaciji: jedan je onečišćenje otopine peroksidima, a drugi je spontana oksidacija peptida. Među svim aminokiselinskim ostacima najlakše se oksidiraju Met, Cys, His, Trp, Tyr itd. Parcijalni tlak kisika, temperatura i puferska otopina također utječu na oksidaciju.
Hidroliza: Peptidne veze u peptidima lako se hidroliziraju i kidaju. Peptidne veze koje tvori Asp lakše se prekidaju nego druge peptidne veze, osobito Asp Pro i Asp Gly peptidne veze.
Stvaranje netočnih disulfidnih veza: Razmjena između disulfidnih veza ili između disulfidnih veza i tiolnih skupina može stvoriti netočne disulfidne veze, što dovodi do promjena u tercijarnoj strukturi i gubitka aktivnosti.
Racemizacija: osim za Gly, alfa ugljikovi atomi svih aminokiselinskih ostataka su kiralni i lako prolaze kroz reakcije racemizacije pod alkalnom katalizom. Među njima, Asp ostaci su najskloniji reakcijama racemizacije.
- eliminacija: - eliminacija se odnosi na eliminaciju funkcionalnih skupina na - ugljikovom atomu u aminokiselinskim ostacima. Cys, Ser, Thr, Phe, Tyr i drugi ostaci mogu se razgraditi - eliminacijom. - eliminacija je sklona događanju pri alkalnom pH, a na nju utječu i temperatura i metalni ioni.
Denaturacija, adsorpcija, agregacija ili taloženje općenito su povezani s razaranjem tercijarnih i sekundarnih struktura. U denaturiranom stanju peptidi su često skloniji kemijskim reakcijama i njihovu je aktivnost teško povratiti. U procesu denaturacije peptida prvo nastaju intermedijeri. Topivost intermedijera je obično niska, što ih čini lakim za agregaciju i stvaranje agregata, koji zauzvrat stvaraju taloge vidljive golim okom.
Površinska adsorpcija proteina je još jedan glavoboljni problem koji se javlja tijekom njihovog skladištenja i upotrebe, kao što je adsorpcija riL-2 na površini cjevovoda tijekom Qu perfuzije, uzrokujući gubitak aktivnosti.