胶原蛋白作为细胞外基质中重要的结构蛋白,是人体中含量最多的蛋白质,占人体干重的30%,不仅为细胞提供了生理环境,维持生命体组织形态,还参与影响细胞粘附、增殖、迁移以及信号传导等生化活动,具有促进组织或器官的修复及再生等生物学功能。但由于动物组织提取胶原蛋白存在动物源疾病风险,限制了动物源提取胶原蛋白的应用。近年来,一种来源于化脓链球菌(Streptococcus pyogenes)的的三螺旋结构类胶原蛋白引起了科学家们的兴趣,但由于这种原核来源的Scl2胶原蛋白缺乏与哺乳动物细胞结合的功能位点,在改造之前并不具有生物学功能,故本研究意在通过替换和插入的方式给Scl2重组胶原蛋白增加功能位点,并探索其在生物材料领域的应用。首先本文从分子层面上展开了对Scl2重组胶原蛋白骨架上功能位点的改造,通过PCR引物设计将不同数量的RGD(Arg-Gly-Asp)序列以定点突变的方式引入Scl2胶原蛋白骨架上。再采用同源重组的方式将天然Ⅰ型胶原蛋白与整合素的结合位点(GFPGER)取代Scl2骨架中对应的氨基酸序列,从而获得两组不同整合素位点功能化的Scl2胶原蛋白。并通过SDS-PAGE验证了各目标蛋白在大肠杆菌中的可溶性表达,2×YT摇瓶上的表达量为1.2g/L。接下来本文根据Scl2胶原蛋白特殊的(Gly-Xaa-Yaa)n三螺旋结构可以抵抗多种蛋白酶水解的特性,实现了一种免除色谱柱繁琐操作便于大规模生产的新型纯化方式,并总结了一套基于胃蛋白酶高效纯化Scl2系列胶原蛋白的工艺流程。在酶法水解实验过程中,胃蛋白酶不仅可以消化去除大部分宿主细胞杂质蛋白,切除前端结构蛋白V-domain,同时能够检验胶原蛋白三螺旋结构稳定性,将编码错误的胶原蛋白进行降解,仅保留正确构象的Cl-domain。最终,通过一系列纯化得到了电泳纯化级别的5种胶原蛋白冻干粉。最后,本文通过用Scl2系列改造胶原蛋白对细胞培养材料进行表面处理的方式,初步验证了 Scl2系列改造胶原蛋白的生物学活性,Scl2-R-I和Scl2-5R-I对于L929细胞具有促进其贴壁生长的效果(效果优于鼠尾Ⅰ型胶原蛋白),而Scl2-R则表现出抑制L929细胞贴壁的特性(与空白对照相比),说明可以通过改变蛋白质的作用位点来影响蛋白质间的相互作用,从而影响细胞行为,证明了实验思路的可行性及有效性,为Scl2系列蛋白发展成为特定功能性生物材料提供探索思路。