胶原蛋白是动物及人体内含量最丰富的蛋白质,它不仅是广泛存在于结缔组织的重要结构蛋白,还在细胞分化、组织再生等过程中担任关键角色。胶原蛋白的特殊三股螺旋结构与功能,一直是蛋白质领域研究的热点。分子标记技术在生物化学中也已经广泛应用,但是利用分子标记技术对胶原蛋白的结构与功能的研究较少。所以,此课题研究的目的是将荧光素和氮氧自由基等功能分子作为胶原三螺旋的探针来研究胶原肽三螺旋折叠／解折叠过程的分子动力学规律,从而拓展该方法在胶原蛋白或其他蛋白质折叠动力学领域中的应用。由于胶原纤维大分子的研究限制,利用多种胶原模型肽来研究胶原蛋白的性质已成为广泛而有效地策略。我们设计并合成了全新的功能化胶原模型肽,即将天然胶原肽中一个4-羟基脯氨酸替换为4-氨基脯氨酸,然后通过其侧链氨基与标记分子羧基的酰胺化反应分别引入荧光素、氮氧自由基和半乳糖酸等功能性标记小分子。随后采用热动力学圆二色谱、电子顺磁共振谱、荧光光谱等波谱学研究三螺旋折叠／解折叠过程对荧光淬灭、自由基顺磁共振信号的影响和三螺旋稳定性的变化。我们通过引入双保护4-氨基脯氨酸首次合成了含一个氨基脯氨酸的主客体模型肽和含各种功能标记分子的胶原标记肽,它们接近天然状态,适合波谱学研究。我们初步得到胶原肽三螺旋折叠／解折叠的动力学规律,荧光强度和顺磁共振强度随着解旋先增加后减弱以及糖基化可以增强三螺旋稳定性的结论。这些方法拓展了分子标记技术在生物学中的应用,并且可以为研究胶原蛋白的结构功能及设计新的胶原样生物医学与纳米材料提供了进一步的理论指导。