胶原蛋白是一簇具有三螺旋结构且白色透明、无分支的原纤维细胞外基质蛋白，是人体内最丰富的蛋白质，约占总蛋白量的30%。
胶原蛋白是由３条α多肽链组成，在氨基酸残基的相互作用下，以同一轴为中心，以右手螺旋方式形成稳定的三股螺旋结构[1]。
胶原蛋白的螺旋区域是由多个Gly-X-Y的重复序列组成的，X、Y位置可以是任何氨基酸，多为脯氨酸（Pro）和羟脯氨酸（Hyp）[2]，其中Pro可以在X或Y位置，而Hyp仅存在于Y的位置上[3]。
Gly-Pro-Hyp是胶原蛋白中最丰富的三螺旋结构，共占胶原蛋白总氨基酸的57%[4]，这3种氨基酸对于合成胶原蛋白至关重要。
甘氨酸（Gly）和脯氨酸（Pro）
Gly是化学结构最简单的天然氨基酸，侧链为单个氢原子[5]，由于侧链非常小，它可以在胶原蛋白合成中占据其他氨基酸无法占据的空间，比如作为胶原螺旋内的氨基酸，而且Gly还能够将胶原蛋白的水溶性降低100倍，因此Gly是胶原蛋白合成中很重要的氨基酸，约占总氨基酸的1/4-1/3[2]。
Pro是人体内合成蛋白质的18种氨基酸之一，脯氨酸在体内可被转化为羟基赖氨酸和羟脯氨酸，以帮助形成胶原蛋白，Pro还可以刺激细胞迁移，有助于新的组织发育，换句话说，Pro具备改善皮肤屏障、抗氧化和增强新陈代谢的功能，是合成胶原蛋白的另一大关键物质。
胶原蛋白的合成是在成纤维细胞中由氨基酸，主要是Gly和Pro，通过正常的细胞内蛋白合成途径形成的。起始过程发生在核糖体上，核糖体上新合成的胶原蛋白前导链被称为原胶原[6]，原胶原进入到粗面内质网中进一步修饰，修饰后的原胶原复合物进入高尔基体用于进一步加工，产生大的电子致密团聚体。在高尔基体内，原胶原被包装成膜结合的囊泡，由成纤维细胞通过胞外分泌进入细胞外空间，在细胞外空间，前胶原的前肽在成熟过程中均被原胶原肽酶裂解，并通过赖氨酸在２条三螺旋链之间形成交联，最后变成成熟的胶原蛋白[7]。
羟脯氨酸（Hyp）
与Gly和Pro不同，Hyp不是合成胶原蛋白的底物，是胶原蛋白的特征氨基酸，它不直接参与胶原蛋白的生物合成，而是通过已经合成的胶原蛋白肽链中的Pro在羟化酶的作用下转化而来的[8,9,10]。
但Hyp对维持胶原蛋白的三螺旋结构是必需的，Hyp上的额外OH会与三螺旋结构中的其他链的氢键结合，从而稳定胶原蛋白结构。
