在生命系統(tǒng)中，蛋白質(zhì)存在于細(xì)胞液、血液或其他體液環(huán)境中，被各種溶質(zhì)包圍，可通過(guò)體積排阻效應(yīng)來(lái)穩(wěn)定自身。除了體積排阻效應(yīng)外，生物大分子的穩(wěn)定性還與多種因素有關(guān)。此外，一些蛋白質(zhì)在本質(zhì)上是不穩(wěn)定的，因此，大多數(shù)蛋白質(zhì)在水溶液中不穩(wěn)定。必須進(jìn)一步提升蛋白質(zhì)穩(wěn)定性，以便進(jìn)行表征研究、藥物研發(fā)、疾病治療或其他用途。

常用的提升蛋白穩(wěn)定性方法是添加高濃度的糖類、多元醇和氨基酸。治療性蛋白質(zhì)則需要更嚴(yán)格的條件來(lái)確保其長(zhǎng)期儲(chǔ)存的穩(wěn)定性。這些穩(wěn)定劑，也稱作藥用輔料，在提升蛋白質(zhì)穩(wěn)定性方面中起主要作用。

氨基酸在蛋白質(zhì)的純化、加工和儲(chǔ)存中起著重要作用，基于以下兩個(gè)觀察結(jié)果:

（1）某些氨基酸，被稱為“滲透物”或“相容性溶質(zhì)”，因?yàn)楫?dāng)這些低分子量溶質(zhì)暴露于高環(huán)境鹽濃度時(shí)，它們會(huì)在細(xì)胞或生物體中不斷積累以提高滲透壓。選擇這些滲透溶質(zhì)而不是其他小分子是由于它們與細(xì)胞中的大分子結(jié)構(gòu)和功能的相容性，因此它們被稱為“相容性溶質(zhì)”。相容溶質(zhì)通常不會(huì)干擾酶的活性或蛋白質(zhì)的功能結(jié)構(gòu)。此外，它們不僅與大分子功能兼容，而且還增強(qiáng)了大分子，特別是蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性。因此，氨基酸可以用來(lái)穩(wěn)定蛋白質(zhì)而不影響其功能。

（2）在干燥狀態(tài)下，某些小分子在維持生物大分子天然結(jié)構(gòu)方面是有效的。許多生物在脫水的情況下存活，這種現(xiàn)象被稱為“低濕隱生”。這些生物在細(xì)胞內(nèi)大量積累海藻糖。了解海藻糖保護(hù)這些生物體和細(xì)胞免受脫水影響的機(jī)制，使人們認(rèn)識(shí)到需要某些添加劑來(lái)保護(hù)蛋白質(zhì)免受冷凍和冷凍干燥等惡劣條件的影響，并增加蛋白質(zhì)干燥狀態(tài)下的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。后續(xù)研究表明，氨基酸在冷凍或冷凍干燥狀態(tài)下也可以為蛋白質(zhì)的穩(wěn)定提供保護(hù)作用。