蛋白质化学合成能够在原子尺度上操控多肽/蛋白质结构,获得其他方法难以获取的蛋白质样品,例如D型蛋白质、非天然结构的多肽/蛋白质以及位点特异性的翻译后修饰蛋白质等,其已经广泛应用于生物化学、生物物理和生物医学等研究领域。目前,使用化学合成方法已经制备了大量重要的水溶性蛋白,例如翻译后修饰核小体、糖基化促红细胞生成素（EPO）和镜像DNA聚合酶等。除了水溶性蛋白,膜蛋白也重要,它参与很多重要的生理进程,包括信号传导、分子运输、酶催化、免疫响应和细胞凋亡等,是重要的药物作用靶标。但合成获取的膜蛋白却很少,这是因为膜蛋白非常疏水,因此它的化学合成非常困难。为了促进膜蛋白的化学合成,科学家们发展了一系列新方法和新策略,包括外加增溶试剂、提高温度和修饰可脱除增溶标签（特别是可脱除骨架修饰（Removable Backbone Modification,RBM）策略）等。值得一提的是,RBM 策略通过在主链骨架上安装增溶标签后,可使跨膜肽/膜蛋白的性质跟水溶性蛋白类似,易于其分析、分离、连接和质谱表征等,实现了中小型膜蛋白的高效制备。尽管目前膜蛋白化学合成已有不少研究进展,但其仍存在许多问题有待解决,包括:1)如何实现更加复杂的膜蛋白样品的制备,例如S-棕榈酰化膜蛋白（S-palmitoylation,S-Palm）?2)如何有效地使用多片段连接策略制备更大更复杂的膜蛋白样品?3)如何获得高特异性靶向调控膜蛋白功能的活性多肽,并研究其相互作用机理?针对这些问题,本论文:1)发展了基于新型自环化酚羟基保护基γ-氨基丁酸（GABA）的第三代可移除骨架修饰策略（RBMGABA）。它能够高效制备S-Palm跨膜肽片段;其次,基于新一代可移除骨架修饰策略辅助的丝氨酸连接（Remo vable-Backbone-Mod ificat ion-Assisted Ser/Thr Ligation,RBMGABA-assisted STL）技术,实现了天然结构的 S-Palm跨膜肽片段的高效连接。另外,由于S-Palm与自然化学连接（Native Chemical Ligation,NCL）方法不兼容,所以S-Palm的制备是使用非NCL方法制备的经典案例,此工作首次证明了开发非NCL方法的必要性。2)开发了 N-to-C顺序的NCL和STL结合策略（NCL-STL）。该策略并非简单地将STL和NCL结合起来,其关键在于发展了一种新的1,3-丙二硫醇（1,3-Propanedithiol,PDT）保护的水杨醛（Salicylaldehyde,SAL）酯（SALPDT）结构,能够与NCL兼容。并且在NCL反应完成后,该结构还能被N-氯代丁二酰亚胺（NCS）/硝酸银（AgNO3）活化为有STL反应活性的SAL-酯。NCL-STL策略结合了基于多肽酰肼的NCL方便高效的优点和STL与S-Palm兼容的优点,保证了 133个氨基酸的S-Palm IFITM3蛋白的顺利获取。该研究拓展了在官能团兼容性方面的认知,同时说明发展新化学解决蛋白质化学合成领域困难的重要性。3)将多肽二硫键替换为不可还原的硫醚键的新策略,是一种更加普适且有效的方法,可用于检测富含二硫键多肽与其受体间是否存在二硫键交换作用。该策略的关键是在SPPS中并入含有硫醚键的二氨基二酸,即将不可还原的硫醚键位点特异性地并入铁调素（Hepcidin）中。最终,这些Hepcidin类似物及minihepcidins的功能研究显示:Hepcidin与其受体膜铁转运蛋白（Ferroportin）间不需要分子间二硫键交换作用。该研究为后续药物开发指明了方向,为其他富含二硫键多肽与其受体间相互作用的研究提供了一种更加有效的解决方案。