eiwitstabilisatie

Eiwitstabilisatie is het proces waarbij de structurele integriteit en functionele activiteit van eiwitten behouden blijven onder omstandigheden die denaturatie of aggregatie kunnen veroorzaken. Het is relevant in wetenschappelijk onderzoek, biotechnologische productie, farmaceutische formuleringen en de voedingsindustrie.

Eiwitten kunnen destabiliseren door denaturatie en aggregatie. Belangrijke invloeden zijn zowel intrinsieke factoren (aminozuurvolgorde, stabiliteitsnetwerken zoals disulfidebruggen) als extrinsieke factoren (temperatuur, pH, ionsterkte, aanwezigheid van precipitanten of oplosmiddelen, mechanische stress).

Benaderingen om stabiliteit te verbeteren zijn onder meer: formuleringen met passende buffers en excipients zoals suikers (sucrose, trehalose) en polyolen (glycerol) die waterstructuur rond het eiwit ondersteunen; toevoegingen zoals aminozuren die stabilisatie bevorderen; voorkomen van wateractiviteit via droging (lyofilisatie) of gecontroleerde handling; immobilisatie op oppervlakken of in matrices; chemische modificaties zoals PEGylatie of crosslinking; eiwitengineering, bijvoorbeeld mutaties die de thermostabiliteit verhogen of ongewenste aggregatie verminderen.

De stabiliteit wordt beoordeeld met methoden zoals differential scanning calorimetry (DSC), thermische shift-assays, circulaire dichroïsmie, dynamische lichtverstrooiing (DLS) om aggregatie te volgen en grootte-exclusiechromatografie (SEC) voor aggregaten; activiteit- of enzymatische assays; en versnelde stabiliteitsstudies bij verhoogde temperatuur of vochtigheid.

Toepassingen omvatten therapeutische eiwitten en vaccins, enzymatische reagentia in industrie en functionele eiwitten in voedsel. Uitdagingen zijn onder meer het voorkomen van aggregatie en immunogeniciteit, en het voldoen aan regelgeving voor stabiliteitsdata, zoals ICH-richtlijnen Q1A voor farmaceutische producten.