多肽不穩(wěn)定的原因及穩(wěn)定建議
脫酰胺反應(yīng):在脫酰反應(yīng)中,Asn/Gln 殘基水解形成Asp/Glu。
非酶催化的脫酰胺反應(yīng)的進(jìn)行。 在Asn-Gly-結(jié)構(gòu)中的酰胺基團(tuán)更易水解,位于分子表面的酰胺基團(tuán)也比分子內(nèi)部的酰胺基團(tuán) 易水解。
氧化多肽溶液易氧化的主要原因有兩種
一是溶液中有過(guò)氧化物的污染,
二是多肽的自發(fā)氧化。
在所有的氨基酸殘基中,Met、Cys和His、Trp、Tyr等最易氧化。氧分壓、溫度和緩沖 溶液對(duì)氧化也都有影響。
水解:多肽中的肽鍵易水解斷裂。由Asp參與形成的肽鍵比其它肽鍵更易斷裂,尤其是 Asp-Pro和Asp-Gly 肽鍵。
形成錯(cuò)誤的二硫鍵:二硫鍵之間或二硫鍵與巰基之間發(fā)生交換可形成錯(cuò)誤的二硫鍵,導(dǎo)致三 級(jí)結(jié)構(gòu)改變和活性喪失。
消旋:除Gly外,所有氨基酸殘基的α碳原子都是手性的,易在堿催化下發(fā)生消旋反應(yīng)。其 中Asp殘基最易發(fā)生消旋反應(yīng)。
β-消除:β-消除是指氨基酸殘基中β碳原子上基團(tuán)的消除。Cys、Ser、Thr、Phe、Tyr 等 殘基都可通過(guò)β-消除降解。
在堿性PH下易發(fā)生β-消除,溫度和金屬離子對(duì)其也有影響。
變性、吸附、聚集或沉淀變性一般都與三級(jí)結(jié)構(gòu)以及二級(jí)結(jié)構(gòu)的破壞有關(guān)。在變性狀態(tài),多 肽往往更易發(fā)生化學(xué)反應(yīng),活性難以恢復(fù)。在多肽變性過(guò)程中,首先形成中間體。通常中間 體的溶解度低,易于聚集,形成聚集體,進(jìn)而形成肉眼可見(jiàn)的沉淀。
提高多肽穩(wěn)定性建議
1)定點(diǎn)突變:?通過(guò)基因工程手段替換引起多肽不穩(wěn)定的殘基或引入能增加多肽穩(wěn)定性的殘基, 可提高多肽的穩(wěn)定性。
2)化學(xué)修飾:?多肽的化學(xué)修飾方法很多,研究最多的是PEG修飾。PEG是一種水溶性高分子化合 物,在體內(nèi)可降解,無(wú)毒。 PEG與多肽結(jié)合后能改善多肽的溶解性,可以進(jìn)行生物相容性調(diào)節(jié), 提高熱穩(wěn)定性,抵抗蛋白酶的降解,降低抗原性,延長(zhǎng) 體內(nèi)半衰期。 選擇合適的修飾方法和 控制修飾程度可體質(zhì)或提高原生物活性。
3)添加劑:?通過(guò)加入添加劑,如糖類、多元醇、明膠、氨基酸和某些鹽類,可以提高多肽的穩(wěn) 定性。糖和多元醇在低濃度下 迫使更多的 水分子圍繞在蛋白質(zhì)周圍,因而提高了多肽的穩(wěn)定 性。在凍干過(guò)程中,上述物質(zhì)還可以取代水而與多肽形成氫鍵來(lái) 穩(wěn)定多肽的天然構(gòu)象 ,而且 還可以提高凍干制品的玻璃化溫度?!〈送獗砻婊钚詣┤鏢DS、Tween、Pluronic,能防止多肽 表面 吸附、聚集和沉淀。
4)凍干:?多肽發(fā)生的一系列化學(xué)反應(yīng)如脫酰胺、β-消除、水解等都需要水參與,水還可以作 為其它反應(yīng)劑的流動(dòng)相。另外,水含 量降低可使多肽的變性溫度升高。因此,凍干可提高多 肽的穩(wěn)定性
