生物技术不断发展,无细胞合成技术使得重组蛋白质能够快速的表达,并且大大提高了经济性。现在有许多高活性的CFPS平台可用,并且最近已用于合成生物学。应用无细胞蛋白质合成体系能够利用基因快速表达功能性蛋白质,它对于显示技术、非天然氨基酸嵌入和体外蛋白质进化具有十分重要的作用,还可以作为研究蛋白质合成相关机理的平台。在众多的无细胞体系中,大肠杆菌无细胞体系以其成本低、产量高、易制备等优点成为应用最广泛的无细胞体系。本论文首先依托于大肠杆菌提取物为基础的无细胞合成体系,对荧光蛋白、医药蛋白、复合蛋白在不同的条件下进行了体系的优化,发现细胞提取物种类、镁离子浓度、氧化还原环境、反应体系的拥挤程度、基因序列影响了蛋白质在体系内的表达情况,是针对不同蛋白构建表达体系的探索入手点。为了给构建便携式蛋白质生产平台提供基础,本论文对冻干粉形式的无细胞体系的稳定性进行了探究,在室温、30℃、37℃的条件,以荧光蛋白de GFP为信号蛋白,分别测试了全组分冻干和分组份冻干的各部分稳定性,并尝试提出较好的储存策略,结果发现分组份冻干可以更好地保留各部分的活性,但是在储存策略上,全组分冻干的形式要好于分组份冻干后混合的形式。可以获得更高的蛋白表达量。另外我们成功构建和表达了34种转录和翻译过程中必需的蛋白质,确认了其体内表达情况,以便后续测试每种蛋白质在合成过程中的作用。我们试图利用这些蛋白更简便地制备PURE体系,通过分组纯化的方式简化纯化步骤,结果发现这样制备的体系活性不明显,需要进一步的优化。