Melanotan-II hefur einstaka byggingarsamsetningu. N-enda pýróglútamínsýran (pGlu) myndast við hringmyndun á -amínó- og -karboxýlhópum glútamínsýru; þessi uppbygging eykur stöðugleika peptíðsins og verndar það fyrir niðurbroti af völdum amínópeptíðasa. Histidín inniheldur imídasólhring sem sýnir sýru-baseiginleika við lífeðlisfræðilegt pH, sem gerir því kleift að taka þátt í vetnistengingu og rafstöðueiginleikum við aðrar sameindir. Tryptófan er með fyrirferðarmikilli indólhring hliðarkeðju; þessi hringur veitir ekki aðeins sterka vatnsfælni heldur auðveldar hann einnig samskipti við aðrar arómatískar amínósýrur eða litlar sameindir með π-π stöflun. Serín hliðarkeðjan inniheldur hýdroxýlhóp (-CH₂OH) sem getur tekið þátt í vetnistengi og ýmsum ensímhvörfum. Týrósínleifin ber fenólhýdroxýlhóp (-CH₂C₆H₄OH) á hliðarkeðju sinni; þessi hópur getur gengist undir fosfórun og gegnir mikilvægu hlutverki í próteinsamskiptum-.
Innlimun D-alaníns breytir staðbundinni lögun peptíðsins; þar sem D-amínósýrur eru handhverfur náttúrulegra L-amínósýra, hefur mismunandi staðbundin fyrirkomulag þeirra áhrif á heildarbrot peptíðsins og viðtakabindingu. Leucín hefur langa vatnsfælna hliðarkeðju (-CH₂CH(CH₃)CH₂CH₃), sem eykur vatnsfælni peptíðsins. Asetýlering lýsíns ε-amínóhópsins eykur peptíðstöðugleika enn frekar en hefur einnig áhrif á hleðsludreifingu þess. Tilvist prólíns framkallar ákveðna stífa uppbyggingu innan peptíðkeðjunnar; vegna þess að imino hópurinn myndar hringlaga uppbyggingu með hliðarkeðjunni, takmarkar hann snúningsfrelsi keðjunnar og hefur veruleg áhrif á aukabyggingu peptíðsins. Valín er með ísóbútýl hliðarkeðju (-CH(CH₃)₂), sem er einnig vatnsfælin í eðli sínu. Þessar amínósýruleifar eru tengdar í röð með peptíðtengjum (–CO–NH–); karbónýl (C=O) og imínó (N–H) hóparnir innan þessara tenggja geta myndað vetnistengi, sem stöðugt aukabyggingar fjölpeptíðsins, eins og -blöð og -helices. Innan heildarskipulagsins ákvarða víxlverkanir milli ýmissa virkra hópa efnafræðilega eiginleika og líffræðilega virkni Melanotan-II.