多肽不稳定的原因

多肽不稳定的原因

脱酰胺反应:在脱酰反应中,Asn/Gln 残基水解形成Asp/Glu。
非酶催化的脱酰胺反应的进行。 在Asn-Gly-结构中的酰胺基团更易水解,位于分子表面的酰胺基团也比分子内部的酰胺基团 易水解。


氧化多肽溶液易氧化的主要原因有两种
一是溶液中有过氧化物的污染,
二是多肽的自发氧化。
在所有的氨基酸残基中,Met、Cys和His、Trp、Tyr等最易氧化。氧分压、温度和缓冲 溶液对氧化也都有影响。

 

水解多肽中的肽键易水解断裂。由Asp参与形成的肽键比其它肽键更易断裂,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发生交换可形成错误的二硫键,导致三 级结构改变和活性丧失。

消旋:除Gly外,所有氨基酸残基的α碳原子都是手性的,易在碱催化下发生消旋反应。其 中Asp残基最易发生消旋反应。

β-消除:β-消除是指氨基酸残基中β碳原子上基团的消除。Cys、Ser、Thr、Phe、Tyr 等 残基都可通过β-消除降解。
在碱性PH下易发生β-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都与三级结构以及二级结构的破坏有关。在变性状态,多 肽往往更易发生化学反应,活性难以恢复。在多肽变性过程中,首先形成中间体。通常中间 体的溶解度低,易于聚集,形成聚集体,进而形成肉眼可见的沉淀。

提高多肽稳定性建议

1)定点突变: 通过基因工程手段替换引起多肽不稳定的残基或引入能增加多肽稳定性的残基, 可提高多肽的稳定性。
2)化学修饰: 多肽的化学修饰方法很多,研究最多的是PEG修饰。PEG是一种水溶性高分子化合 物,在体内可降解,无毒。 PEG与多肽结合后能改善多肽的溶解性,可以进行生物相容性调节, 提高热稳定性,抵抗蛋白酶的降解,降低抗原性,延长 体内半衰期。 选择合适的修饰方法和 控制修饰程度可体质或提高原生物活性。
3)添加剂: 通过加入添加剂,如糖类、多元醇、明胶、氨基酸和某些盐类,可以提高多肽的稳 定性。糖和多元醇在低浓度下 迫使更多的 水分子围绕在蛋白质周围,因而提高了多肽的稳定 性。在冻干过程中,上述物质还可以取代水而与多肽形成氢键来 稳定多肽的天然构象 ,而且 还可以提高冻干制品的玻璃化温度。 此外表面活性剂如SDS、Tween、Pluronic,能防止多肽 表面 吸附、聚集和沉淀。
4)冻干: 多肽发生的一系列化学反应如脱酰胺、β-消除、水解等都需要水参与,水还可以作 为其它反应剂的流动相。另外,水含 量降低可使多肽的变性温度升高。因此,冻干可提高多 肽的稳定性