Stabilité
La stabilité d'un peptide désigne sa capacité à conserver sa structure, sa composition chimique et son activité biologique au cours du temps et dans différentes conditions environnementales. C'est un enjeu central tant pour la recherche (reproductibilité des résultats) que pour le développement pharmaceutique (durée de conservation, stabilité en formulation, compatibilité avec les voies d'administration).
Les voies de dégradation chimique sont nombreuses. L'hydrolyse de la liaison peptidique, bien que lente à pH neutre, s'accélère aux pH extrêmes ; elle touche préférentiellement les liaisons Asp-X et X-Pro. La désamidation d'asparagine (Asn → Asp + iso-Asp via un intermédiaire succinimide) et de glutamine est une des dégradations les plus fréquentes en solution aqueuse ; elle modifie la charge et peut altérer l'activité. L'oxydation de méthionine (vers méthionine sulfoxide), de cystéine (formation de ponts disulfures intramoléculaires indésirables ou scrambling), de tryptophane (vers kynurénine et dérivés) est favorisée par l'oxygène dissous, les métaux traces (fer, cuivre) et la lumière. La racémisation (inversion L vers D), les réactions de Maillard avec sucres réducteurs, la β-élimination des ponts disulfures complètent le tableau.
Les dégradations physiques incluent l'agrégation (formation de dimères, oligomères, fibrilles amyloïdes) sous l'effet de la concentration élevée, de l'agitation mécanique, du contact avec des surfaces (verre, plastique), ou de cycles de gel-dégel répétés. La précipitation pure et simple, souvent observée au point isoélectrique, en est un cas extrême.
Les facteurs influents à connaître en laboratoire sont la température (règle empirique : +10 °C double la vitesse de dégradation), le pH (zone de stabilité optimale souvent entre 4 et 6 pour les peptides neutres), la force ionique, l'oxygène dissous, la lumière (UV particulièrement agressif), les métaux traces, les cycles gel-dégel, et le matériau du contenant (verre borosilicaté > polypropylène > polystyrène pour la stabilité long terme).
Les bonnes pratiques de conservation en laboratoire recommandent la lyophilisation pour le stockage long terme (poudre stable plusieurs années à -20 °C ou -80 °C), le travail en aliquots pour limiter les cycles gel-dégel, la reconstitution juste avant utilisation, l'ajout d'antioxydants (acide ascorbique, méthionine en excès) ou de chélateurs (EDTA) pour les peptides oxydables, et la protection de la lumière (flacons ambrés ou emballage opaque).
Les stratégies de stabilisation en design peptidique incluent le remplacement des acides aminés labiles (Asn → Ser, Met → Nle), la cyclisation (réduit la susceptibilité aux exopeptidases), la PEGylation (masque les sites sensibles), l'utilisation d'acides aminés D, les agrafes hydrocarbonées, la N-méthylation de la chaîne principale et la rigidification conformationnelle par analogues α,α-disubstitués (Aib).