共刺激剂选择对亲水性聚合物折叠的影响：面向最优配方设计的洞见

液体生物产品的稳定化是一个复杂任务，取决于活性成分及溶液中任何辅料的化学组成。经常需要大量独特的辅料来稳定生物制剂，尽管这些辅料之间相互作用的方式尚不为人所知。为探讨这些辅料-辅料相互作用，我们对谷氨酰胺——一种具有独特特性且广泛用于生物制剂稳定的辅料——在溶液中进行分子动力学模拟，情形包括单独使用或与等摩尔的赖氨酸或谷氨酸混合。我们研究了这些混合物对模拟亲水性聚合物模型的影响，以孤立辅料机制对亲水相互作用的影响，这些相互作用与蛋白质折叠及生物分子自组装相关。我们观察到，谷氨酰胺是最有效的单一辅料，用于稳定亲水性聚合物的坍缩，其有效性可以通过赖氨酰胺或谷氨酸的添加进一步增强。我们利用势均衡函数的分解，识别出谷氨酰胺-赖氨酰胺和谷氨酰胺-谷氨酸协同作用于聚合物坍缩的关键来源是：降低了聚合物-辅料直接相互作用的吸引性。进一步，我们应用网络理论的原理来特征化包围亲水性聚合物的局部溶剂网络。通过这一方法，我们发现谷氨酰胺使网络更加高度连通且稳定，优于纯水、赖氨酸或谷氨酸溶液。重要的是，当赖氨酰胺或谷氨酸被添加到谷氨酰胺溶液后，这些网络特性仍被保留。总体而言，我们强调了识别共刺激剂选择关键分子后果的重要性，以帮助建立合理的配方设计规则。