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蛋白质的一级结构就是其氨基酸序列，作为生命信息的表达载体，蛋白质需要由简单的链状一级结构折叠成复杂的三维立体空间结构，才能发挥其特定的生物功能。虽然目前蛋白质数据库中关于蛋白质结构的信息非常丰富，但是仍没有可靠的方法能对蛋白质的折叠过程进行预测。作为“21世纪生物物理学”的重要课题，研究蛋白质折叠机制在理论和实际上都具有至关重要的意义。 在生物体内中，天然蛋白质折叠所形成的三维结构往往是其热力学最稳定的结构，这是蛋白质发挥其生物功能的基础。从热力学角度出发，蛋白质分子在溶液中主要以两种动态构象存在：起始态（去折叠态）与终止态（折叠态），这两种动态构象之间的相互转化是一个可逆的过程。为了更清楚地了解蛋白质的折叠进程，必须从蛋白质去折叠状态开始研究。在模型短肽中，由于缺少使其折叠成完整二级结构所必须的远程相互作用力，人们可以在天然状态下去研究蛋白分子的去折叠态构象。目前，越来越多的实验结论表明水溶液中多肽在去折叠状态下是以PII（Polyproline II螺旋）为主的构象存在，这种构象的二面角（φ，ψ）主要集中在（-75°，+145°）附近。影响蛋白质去折叠态PII构象的主要因素包含溶剂化作用、末端效应、超共轭效应、主侧链相互作用等。 为了探讨蛋白质在去折叠状态下的结构成因，我们设计并合成了一系列模型短肽，以核磁共振光谱（NMR）和圆二色谱（CD）作为主要测试手段，研究了各系列模型短肽的主要构象，希望基于不同模型短肽中构象的差异进行分析得到影响 PII构象稳定性的主要因素。本论文分为以下四个部分： 第一章对蛋白质在去折叠状态下的构象研究作简要概述，指出PII构象为去折叠态蛋白分子的主要构象，同时介绍文献中通过不同手段测试不同模型短肽所得到的构象分布结果，从而概括出可能影响PII构象稳定性的一些因素，最后提出本文的研究目的及内容。 第二章研究两组模型短肽AcGXPNH2和AcGXGNH2（X≠Pro，Gly），利用CD和NMR技术对模型短肽进行测试，得到AcGXGNH2存在于水溶液中的三种构象分布的比例，将18种氨基酸的数据平均化后可知PII构象占44.7％，β构象占44.5%，α构象占10.8%。发现不同氨基酸α构象的含量决定着α-螺旋成核的倾向性；对于β构象，则发现其含量与形成β-折叠结构的倾向性有着合理的相关。同时我们还在AcGNPNH2, AcGTPNH2和 AcGDPNH2(pH=2和6)中检测到了转角构象（turn structures）。基于模型短肽AcGXGNH2中X残基的三种构象的含量，我们可依此建立其构象能级图。 第三章通过对两组模型短肽 AcGXPNH2和 AcLXPNH2（X≠Pro，Gly）进行氢氘交换NMR测试，发现在水溶液中，模型短肽AcGXPNH2和AcLXPNH2中氨基酸X侧链基团的阻碍作用与X形成PII构象的倾向性反相关，即氨基酸X侧链基团阻碍水分子与肽键结合的程度越强，残基X形成PII构象的倾向性越弱。在CD3CN中，模型短肽AcLXPNH2中Leu形成PII构象的倾向性与右侧邻位残基X侧链基团的电子诱导效应正相关。残基X的电子诱导效应越强，Leu形成PII构象的倾向性也越强，这是电子诱导效应通过改变 n-π*相互作用造成的结果。如果在水溶液中同时考虑 X侧链基团的空间位阻与电子诱导效应，那么在模型短肽AcGXPNH2和AcLXPNH2中残基 X形成 PII构象倾向性会同时受到两种效应的影响，其中电子诱导效有更多的贡献作用；对于AcLXPNH2中的残基Leu，其形成PII构象的倾向性与残基X的空间位阻效应有关，X的电子诱导效应可以忽略不计。 第四章通过对模型短肽AcX1LX2PNH2进行CD与NMR测试，发现在有机溶剂中，对于模型短肽AcX1LX2PNH2和AcX1LX2ANH2，它们的中心残基Leu均同时受到两边邻位残基X1和 X2电子诱导效应的影响，当X1与 X2侧链基团表现出较强电子诱导效应时，中心残基Leu形成PII构象的倾向性也较强。在AcX1LX2ANH2模型短肽中也发现了相同的规律性，说明Pro对模型短肽构象的干扰不会影响到X1或X2对Leu的作用。在水溶液中，模型短肽AcX1LX2PNH2中残基Leu形成PII构象的倾向性受到X1与X2双边邻位基团的影响。当 Leu两边邻位残基侧链基团阻碍水合作用越强时，Leu形成PII构象的倾向性越弱。若同时考虑Leu邻位残基侧链基团的空间位阻效应和电子诱导效应的影响，发现在水溶液中短肽AcX1LX2PNH2中的Leu形成PII构象的倾向性主要受其邻位残基侧链基团的空间位阻效应的影响，其电子诱导效应的影响可忽略不计。