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胶原蛋白是一类广泛存在于哺乳动物体内的大分子物质,含量丰富,种类繁多。其中,Ⅱ型胶原蛋白是关节软骨的主要成分,Ⅱ型胶原蛋白及其多肽对软骨性相关疾病具有很好的治疗作用。但传统提取的动物胶原由于在性能和来源方面的固有缺陷,直接限制了其用途的开发利用,而重组人胶原蛋白不仅可有效解决这一难题,还具备了一些新特性。本课题主要围绕人Ⅱ型胶原蛋白基因进行研究,发现了其潜在的一个功能多肽,并在大肠杆菌中成功实现表达,为Ⅱ型胶原蛋白相关产品的开发利用奠定了理论基础并具有广阔的应用前景。本文首先通过生物信息学确定了人Ⅱ型胶原蛋白目的基因COL2A1,登录号为NM033150.2,CDS为4257 bp,编码1418个氨基酸。通过生物信息学分析:COL2A1的分子量约134.4 kD,等电点为8.74,具有25个氨基酸的信号肽,表现为亲水性,可用于重组可溶蛋白的表达;发现了潜在的功能多肽并命名为COLFc（在COLF1区）,经查实,COLFc是一种钙结合蛋白,能够促进软骨基质的钙化,在软骨生理、病理钙化中发挥重要作用,预测其分子量约为24.9 kD,理论等电点为7.69。同时,为了促进目的基因在宿主菌中的高效表达,利用优化软件Gene tuner对COL2A1进行了密码子优化。其次,利用全基因合成技术分别获得了表达全长多肽COL2A1的COL2A1和COL2A1opt序列,并成功构建了pCY2A1、pCY2A1opt以及pGSTCY2A1opt三种不同重组质粒。然后以pCY2A1和pCY2A1opt为模板,利用PCR技术,分别克隆了表达COLFc多肽的COLFc和COLFcopt序列,经双酶切插入到pET30a上,成功构建了pCYFc和pCYFcopt重组质粒。最后将以上构建成功的重组质粒依次转入大肠杆菌表达菌BL21（DE3）、BL21（DE3）pLysS和BL21（DE3）Rosetta感受态细胞中,构建了15个不同的基因工程菌株。其中,菌株DS-pCYFcopt经0.05 mM IPTG诱导5 h后其重组蛋白表达量达到最高,经Western Blot检测该重组蛋白为构建的带有His标签的重组COLFc。采用镍离子亲和层析和FPLC纯化技术制备了分子量为32 kD的高纯度重组蛋白COLFc。