蛋白纤维化（protein fibrillation）,也称为淀粉样纤维化（amyloid fibrillation）,是一种独特的蛋白聚集行为,是指蛋白单体在特定条件下发生自组装形成纤维状蛋白聚集体的过程。该聚集体具有cross-beta类型的超分子结构以及纳米纤维状的微观形貌。蛋白纤维化与包括帕金森病和阿尔茨海默病在内的多种影响人类健康的重大疾病密切相关。除此之外,淀粉样蛋白纤维这种自组装体还具有良好的材料学性能,可以作为构筑新型材料的基本单元。因此,研究蛋白纤维化的多种调控因素对相关疾病的预防和治疗以及新型材料的研发都有重要的意义。本论文将研究铁、锌、铜三种金属离子以及姜黄素和单宁酸两种多酚类化合物对蛋白纤维化的调控作用。研究中选用的蛋白是与帕金森病相关的α-突触核蛋白。α-突触核蛋白的淀粉样纤维化和帕金森病的发生密切相关。α-突触核蛋白在人体神经元细胞内形成的淀粉样蛋白纤维聚集体是帕金森病发生的重要病理学标志,研究α-突触核蛋白的纤维化过程的多种调控因素对帕金森病的治疗和预防有重要的基础研究意义。以往的流行病学研究表明,职业接触特定金属,包括锰、铜、铅、铁、汞、锌和铝,和帕金森病的发生密切相关。有鉴于此,本研究利用ThT荧光分析,傅里叶红外变换光谱（FTIR）,及原子力显微镜（AFM）等技术深入研究了铁离子(Fe³⁺)、铜离子(Cu²⁺)和锌离子(Zn²⁺)对α-突触核蛋白纤维化的影响。ThT荧光分析发现,这三种金属离子对α-突触核蛋白纤维化过程中的成核机制产生了显著影响。原子力显微镜研究发现三种金属离子都引起了α-突触核蛋白淀粉样纤维形貌的改变。通过对傅里叶红外变换光谱酰胺I带区域的分析,发现在这三种金属离子对α-突触核蛋白淀粉样纤维的蛋白二级结构存在影响;通过对蛋白氨基酸残基侧链红外光谱的分析,发现三种金属离子都对氨基酸残基中羧基的光谱特征产生了影响,说明金属离子通过与氨基酸残基的配位作用对α-突触核蛋白的淀粉样纤维化产生调控作用。淀粉样蛋白纤维是构成生物纳米材料的基本单元。纳米材料的微观形貌和其性能有很大关系。本研究利用傅里叶红外变换光谱及原子力显微镜研究了姜黄素、单宁酸对α-突触核蛋白形成的淀粉样蛋白纤维微观形貌的调控作用。通过原子力显微镜对形貌的表征,发现姜黄素能够导致α-突触核蛋白形成“线串珠”型微观形貌。单宁酸与α-突触核蛋白的相互作用,形成了“纤维缔合带”型微观形貌。进一步的红外光谱研究表明,在这两种物质存在时,淀粉样纤维的蛋白二级结构与单纯的α-突触核蛋白形成的淀粉样纤维不同。本研究还发现姜黄素对α-突触核蛋白淀粉样纤维化形貌的调控作用和这种物质能够促进纤维化的二次成核过程有关。本研究利用多种实验手段研究了金属离子以及姜黄素、单宁酸对蛋白纤维化的调控作用,对淀粉样蛋白纤维化相关疾病的治疗和预防以及基于淀粉样蛋白纤维的新型生物材料的制备具有借鉴意义。