III型膠原蛋白是同三聚體，或由三個相同的肽鏈（單體）組成的蛋白質，每個肽鏈稱為III型膠原蛋白的α1鏈。單體在形式上被稱為?III型膠原、α-1鏈，在人類中是由COL3A1?基因編碼的。III?型膠原蛋白是原纖維膠原蛋白之一，其蛋白質具有長的，不可彎曲的三螺旋結構域。

III型膠原由細胞合成為原膠原。

該信號肽被切除產生前膠原分子。三個相同的III型前膠原鏈在羧基末端連接在一起，并且通過形成二硫鍵使結構穩定。每個單獨的鏈折疊成左手螺旋，然后將三個鏈纏繞在一起，形成右手超螺旋，即三重螺旋。在組裝超螺旋結構之前，每種單體都要經過許多翻譯后修飾，這些修飾是在單體被翻譯時發生的。首先，在145?脯氨酸的順序三螺旋結構域中239的殘基被脯氨酰-4-羥化酶羥化為4-羥脯氨酸。其次，一些賴氨酸殘基被羥基化或糖基化，并且一些賴氨酸以及羥基賴氨酸殘基經歷了賴氨酰氧化酶催化的氧化脫氨作用。其他翻譯后修飾發生在三重螺旋形成之后。從該分子的兩端的大球形結構域通過C-和氨基（N）末端除去，蛋白酶，以產生所謂的三螺旋III型膠原的單體原膠原。另外，在某些賴氨酸和羥基賴氨酸殘基之間形成交聯。在組織的細胞外空間中，III型膠原蛋白單體組裝成大分子原纖維，然后聚集成纖維，為需要抗張強度的組織提供了強大的支撐結構。

三螺旋構象是所有原纖維膠原的特征性特征，由于存在甘氨酸作為約1000個氨基酸序列中的第三個氨基酸，因此是可能的。當形成右手的超級螺旋時，每個單體的甘氨酸殘基位于超級螺旋的中心（三個單體“接觸”）。每個左撇子螺旋的特征是完整地轉向約3.3個氨基酸。甘氨酸以非整數間隔誘導的周期性產生超螺旋，該螺旋在約20個氨基酸處完成一圈。該（Gly-XY）n序列在III型膠原分子中重復343次。脯氨酸或羥脯氨酸通常在X和Y位置發現，具有三重螺旋穩定性。

III型膠原蛋白不僅是許多器官必不可少的結構成分，而且還是I型和II型膠原蛋白原纖維直徑的重要調節劑。還已知III型膠原蛋白通過與血小板結合而促進血小板聚集，因此在凝血中起重要作用。

發現III型膠原蛋白是中空器官（例如大血管、子宮和腸）的主要結構成分。它也與I型膠原蛋白一起在許多其他組織中發現。

COL3A1基因位于2號染色體的長臂（q），位于2q32.2處，位置188,974,372和189,012,745之間。該基因有51?個外顯子，約40 kbp長。COL3A1基因的尾巴方向與另一種原纖維膠原蛋白的基因，即COL5A2一致。

使用不同的聚腺苷酸化位點從基因產生兩個轉錄本。 盡管已檢測到該基因的剪接轉錄本，但它們是突變的結果；這些突變會改變RNA剪接，通常導致外顯子被排除或使用隱秘的剪接位點。產生的缺陷蛋白是嚴重、罕見疾病，埃勒斯－丹洛斯綜合癥（vEDS）的血管類型的病因。這些研究還提供了有關多外顯子基因中RNA剪接機制的重要信息。

COL3A1基因的突變會導致血管型Ehlers-Danlos綜合征（vEDS；也稱為IV型EDS； OMIM 130050）。它是EDS的最嚴重形式，因為患者通常由于大動脈或其他中空器官的破裂而突然死亡。

還發現了一些沒有明顯EDS征象的動脈瘤患者具有COL3A1突變。

最近，在嚴重的大腦異常患者中還發現了COL3A1突變，這表明III型膠原對于胚胎發生期間大腦的正常發育很重要。這種疾病類似于GRP56（OMIM 606854）突變引起的疾病。III型膠原是受體GRP56的已知配體。

1989年有vEDS的患者報道了COL3A1基因的xxx個單堿基突變，并將甘氨酸氨基酸變為絲氨酸。此后，在COL3A1基因中鑒定出600多種不同的突變。這些突變中的約2/3將甘氨酸氨基酸更改為蛋白質鏈三螺旋區中的另一個氨基酸。也已經鑒定出大量的RNA剪接突變。有趣的是，大多數這些突變會導致外顯子跳躍，并產生較短的多肽，其中Gly-Xaa-Yaa三胞胎保持在框架中，并且沒有過早的終止密碼子。

可以在細胞培養系統中研究COL3A1突變的功能后果。從患者那里進行一小束皮膚活檢，并將其用于培養表達III型膠原的皮膚成纖維細胞。這些細胞合成的III型膠原蛋白可以研究其熱穩定性。換句話說，膠原蛋白可以在升高的溫度下被稱為胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的蛋白酶短時間消化。完整的III型膠原分子已經形成了穩定的三重螺旋結構，可以承受這種處理直到41oC，而具有導致甘氨酸取代的突變的分子在較低的溫度下會破裂。

很難根據COL3A1突變的類型和位置來預測臨床嚴重程度。另一個重要的臨床意義是關于鑲嵌術的一些研究報告。這是指一種情況，其中父母之一在她或他的某些而非全部細胞中攜帶突變，并且在表型上看似健康，但有多個受影響的后代。在這種情況下，另一個患病孩子的風險要比基因型正常的父母更高。

III型膠原蛋白在其他幾種人類疾病中也可能很重要。在許多纖維化疾病（例如肝和腎纖維化和全身性硬化癥）中發現增加的III型膠原蛋白含量。這導致尋找可以用于診斷這些狀況而無需進行組織活檢的血清生物標志物。最廣泛使用的生物標記物是III型膠原蛋白的N末端前肽，在III型膠原蛋白的生物合成過程中被切割掉。