חוסר היציבות של פפטידים היא אחת הבעיות העיקריות במחקר הניסוחים שלהם, ויש לכך סיבות רבות. אבל אין הרבה סיבות עיקריות לחוסר יציבות של פפטיד מסוים. מחקר מפורט של ההשפעות של תנאים חיצוניים (כגון pH, טמפרטורה, אור, ריכוז חמצן וכו') על יציבות הפפטידים יכול לעזור לעצב ניסוח רציונלי. למרות שהמנגנון שבו תוספים מייצבים פפטידים עדיין לא מובן במלואו, השימוש בתוספים הוא עדיין אחד האמצעים העיקריים לשיפור היציבות של תכשירי פפטידים. היישום של שיטות אנליטיות כגון CD ו-DSC יכול לסייע בסינון מהיר של תוספים מתאימים.
סיבות לאי יציבות פפטידים:
תגובת ה-Deamidation: בתגובת ה-Deacetylation, שאריות Asn/Gln עוברות הידרוליזה ליצירת Asp/Glu. תגובת הדאמידציה הלא אנזימטית מתבצעת. קבוצות האמיד במבנה Asn Gly עוברות הידרוליזה בקלות רבה יותר, וקבוצות האמיד הממוקמות על פני המולקולה עוברות הידרוליזה קלה יותר גם מאלו שבתוך המולקולה.
ישנן שתי סיבות עיקריות לכך שתמיסות פפטידים נוטות לחמצון: האחת היא זיהום של פרוקסידים בתמיסה, והשנייה היא חמצון ספונטני של פפטידים. מבין כל שאריות חומצות האמינו, Met, Cys, His, Trp, Tyr וכו' מתחמצנים בקלות. גם ללחץ חלקי של חמצן, לטמפרטורה ולפתרון חיץ יש השפעה על החמצון.
הידרוליזה: קשרי פפטיד בפפטידים עוברים הידרוליזה ונשברים בקלות. קשרי פפטיד שנוצרו על ידי Asp נשברים בקלות רבה יותר מקשרים פפטידים אחרים, במיוחד קשרי פפטיד Asp Pro ו- Asp Gly.
יצירת קשרים דיסולפידים שגויים: החלפה בין קשרי דיסולפיד או בין קשרי דיסולפיד לקבוצות תיול עלולים ליצור קשרים דיסולפידים שגויים, מה שמוביל לשינויים במבנה השלישוני ואובדן פעילות.
גזע: למעט Gly, אטומי פחמן אלפא של כל שיירי חומצות האמינו הם כיראליים ועוברים בקלות תגובות גזע תחת קטליזה אלקלית. ביניהם, שאריות Asp נוטות ביותר לתגובות גזע.
- חיסול: - חיסול מתייחס לחיסול קבוצות פונקציונליות על - אטום הפחמן בשאריות חומצות אמינו. Cys, Ser, Thr, Phe, Tyr ושאריות אחרות יכולות להתפרק באמצעות - חיסול. - חיסול נוטה להתרחש ב-pH בסיסי, וגם לטמפרטורה וליוני מתכת יש השפעה עליו.
דנטורציה, ספיחה, צבירה או משקעים קשורים בדרך כלל להרס של מבנים שלישוניים ומשניים. במצב הדנטורטי, פפטידים לרוב נוטים יותר לתגובות כימיות וקשה לשחזר את פעילותם. בתהליך של דנטורציה של פפטיד, נוצרים תחילה תוצרי ביניים. המסיסות של חומרי ביניים היא בדרך כלל נמוכה, מה שהופך אותם קלים להצטבר וליצור אגרגטים, אשר בתורם יוצרים משקעים גלויים לעין בלתי מזוינת.
ספיחת פני השטח של חלבונים היא בעיית כאב ראש נוספת שנתקלת בהם במהלך האחסון והשימוש בהם, כגון riL-2 שנספג על פני השטח של הצינור במהלך זלוף Qu, מה שגורם לאובדן פעילות.