肽不稳定的原因
脱酰胺反应:在脱酰反应中,Asn/Gln 残基水解形成 Asp/Glu。
非-酶促脱酰胺反应的进行。存在Asn-Gly-结构中的酰胺基更容易水解,位于分子表面的酰胺基也比分子内部的酰胺基更容易水解。
氧化多肽溶液容易被氧化的主要原因有两个。
首先,溶液中存在过氧化物污染。
第二种是多肽的自发氧化。
在所有氨基酸残基中,Met、Cys和His、Trp、Tyr等最容易被氧化。氧分压、温度和缓冲溶液对氧化也有影响。
水解:多肽中的肽键很容易被水解破坏。依赖于Asp形成的肽键比其他肽键更容易断裂,尤其是Asp-Pro和Asp-Gly肽键。
形成错误的二硫键:二硫键之间或二硫键与巯基之间的交换可以形成不正确的二硫键,导致三级结构的变化和活性的丧失。
外消旋: 除Gly外,所有氨基酸残基碳原子均为手性,在碱催化下容易发生外消旋反应。 Asp 中的残基最容易发生外消旋反应。
-消除:-消去是指氨基酸残基碳原子上基团的消去。 Cys、Ser、Thr、Phe、Tyr 所有残留物均可通过-降解消除。
在碱性PH中容易发生-消除,温度和金属离子对其也有影响。
变性、吸附、聚集或沉淀变性一般与三级结构和二级结构的破坏有关。在变性状态下,肽通常更容易发生化学反应,并且其活性很难恢复。在多肽的变性过程中,首先形成中间体。通常中间体的溶解度较低,很容易聚集形成聚集体,进而形成肉眼可见的沉淀。
提高肽稳定性的建议
1) 位点-定向诱变: 可以通过基因工程手段替换导致多肽不稳定的残基或引入能够增加多肽稳定性的残基来提高多肽的稳定性。
2)化学改性:多肽的化学修饰方法有很多种,其中研究最多的是PEG Grooming。 PEG 是一种水溶性高分子化合物,在体内可降解且无毒。- PEG与多肽结合后,可以提高多肽的溶解度,调节生物相容性,提高热稳定性,抵抗蛋白酶的降解,降低抗原性,延长在体内的半衰期-。选择合适的修饰方法,控制修饰程度,可以改善或提高原产品的生物活性。
3)添加剂:通过添加糖、多元醇、明胶、氨基酸和某些盐等添加剂可以提高肽的稳定性。糖和多元醇通过在低浓度下迫使更多的水分子围绕蛋白质来增加肽的稳定性。在冻-干燥过程中,上述-物质还可以取代水,与多肽形成氢键,稳定多肽的天然构象,还可以提高冻-干燥产品的玻璃化转变温度。另外表面活性剂如SDS、Tween、Pluronic,可以防止多肽的表面吸附、聚集和沉淀。
4) 冷冻-干燥:多肽中发生的一系列化学反应如脱酰胺、-消除、水解等都需要水的参与,水也可以作为其他反应物的流动相。另外,降低水含量可以提高多肽的变性温度。因此,冻干可以提高肽的稳定性