多肽的化学稳定性(旧文)

本文来源Sigma网站

肽的化学稳定性非常依赖于氨基酸的组成和序列。 冻干肽通常比溶液中的对应物更稳定。 以下是肽的潜在降解途径：

1. 水解 - 这通常是在序列中含有Asp（D）的肽中的问题，其非常易于脱水形成环状酰亚胺中间体。 例如，在序列中存在Asp-Pro（DP）的情况下，酸催化形成环状酰亚胺中间体可导致肽链的切割。 类似地，在序列中存在Asp-Gly（DG）的情况下，环状中间体可以水解成原始的Asp形式（无害）或潜在的无活性的异天冬氨酸类似物。 最终，所有天冬氨酸形式都可以完全转化为异天冬氨酸类似物。 在较小程度上，含有Ser（S）的序列也可以形成可以最终切割肽链的环状酰亚胺中间体。

2. 脱酰胺 - 这种碱催化反应经常发生在含有Asn-Gly（NG）或Gln-Gly（QG）的序列中，并遵循类似于Asp-Gly（DG）序列的机制。 Asn-Gly序列的脱氨基（胺的丧失）形成环状酰亚胺中间体，随后水解形成Asn的天冬氨酸或异天冬氨酸类似物。 此外，环状酰亚胺中间体可导致外消旋化成Asn的D-Asp或D-iso-Asp类似物，所有这些都可能是非活性形式。

3. 氧化 - Cys和Met残基是经历可逆氧化的主要残留物。 在更高的pH下加速半胱氨酸的氧化，其中硫醇更容易去质子化并且容易形成链内或链间二硫键。 通过用二硫苏糖醇（DTT）或三（2-羧乙基膦）盐酸盐（TCEP）处理可以容易地逆转二硫键。 甲硫氨酸通过化学和光化学途径进行氧化，形成甲硫氨酸亚砜，进一步进入甲硫氨酸砜，两者都几乎无法逆转。

4. 二酮哌嗪和焦谷氨酸形成 - 当二甲基哌嗪的形成通常发生在Gly位于N末端的第三位时，更特别是如果Pro或Gly位于1或2位。该反应涉及N末端氮的亲核攻击在第二和第三氨基酸之间的酰胺羰基上，其导致二酮哌嗪形式的前两个氨基酸的切割。 另一方面，如果Gln在N末端，则焦谷氨酸的形成几乎是不可避免的。 这是类似的反应，其中N-末端氮攻击Gln的侧链羰基碳以形成脱氨基的焦谷氨酸肽类似物。 这种转化也发生在N-末端含有Asn的肽中，但是在较小程度上也发生。

5.外消旋化 - 该术语被宽泛地用于指氨基酸或肽的手性完整性的总体损失。 外消旋化涉及将碱性催化的一种对映异构体（通常为L型）的氨基酸转化成L和D-对映异构体的1:1混合物。 这在肽合成过程中更为关注，但成品肽中的问题更少。 另外，这种转换很难被发现，难以控制。

防止或最小化肽降解的一般方法是将肽以-20℃或更优选-80 ℃的冻干形式储存（如果有条件的话）。如果肽在溶液中，则应通过冷冻各个等分试样来避免冻融循环。 应避免暴露于pH> 8。 然而，如果需要在pH> 8时溶解肽，则应将其暴露最小化，并将溶液冷却。 最后，将冻干肽和溶液（特别是高pH值）长时间暴露于大气中的氧气应最小化。