Afamelanotid ist ein superpotenter MC1R-Agonist auf Melanozyten, der die cAMP/PKA/CREB-vermittelte Transkription von MITF antreibt und so Tyrosinase, TRP-1 und TRP-2 hochreguliert; das Ergebnis ist eine verstärkte Bildung von photoprotektivem Eumelanin, das bei EPP einfallendes Licht absorbiert, bevor kutanes Protoporphyrin IX zu reaktiven Sauerstoffspezies angeregt werden kann.
Afamelanotid wurde in den 1980er Jahren an der University of Arizona von Hruby, Hadley, Sawyer und Mitarbeitern synthetisiert; sie ersetzten Methionin-4 des nativen α-MSH(1-13) durch Norleucin (Eliminierung eines oxidationsanfälligen Restes) und invertierten Phenylalanin-7 zur D-Form (Fixierung der aktiven Konformation). Die kombinierten [Nle⁴, D-Phe⁷]-Modifikationen ergeben ein Peptid, das enzymatischem Abbau widersteht, eine verlängerte MC1R-Besetzung aufweist und in der Stimulation der Melanom-Tyrosinase-Aktivität "superpotent" ist (Sawyer 1980; Hadley & Dorr 2006). Die MC1R-Aktivierung koppelt über Gαs an die Adenylylcyclase und generiert cAMP, das die PKA aktiviert und über CREB die Transkription von MITF — dem Master-Regulator der Melanozyten-Differenzierung — antreibt; MITF wiederum induziert die Expression der Enzyme, die L-Tyrosin in Eumelanin umwandeln. Bei erythropoetischer Protoporphyrie, wo eine reduzierte Ferrochelatase-Aktivität dazu führt, dass überschüssiges Protoporphyrin IX (PPIX) in Haut und Plasma akkumuliert und sichtbares/UV-A-Licht absorbiert, absorbiert und streut das unter Afamelanotid-Stimulation gebildete Eumelanin einfallendes Licht, bevor es kutanes PPIX anregen kann; dies reduziert die photochemische Bildung reaktiver Sauerstoffspezies, die für den charakteristischen phototoxischen Schmerz verantwortlich sind (Langendonk 2015).