近年来利用基因工程进行蛋白质大规模生产的需求不断提升,特别是在利用工程菌株进行原核表达方面,因此提高外源蛋白表达量的研究一直是热门的研究主题之一。随着翻译效率相关研究不断深入,翻译效率模型考虑到的因素也在不断拓展,主要包括密码子顺序、局部t RNA丰度、t RNA基因表达调控以及对核糖体、m RNA结构和肽链折叠耗能的需求等。其中关于t RNA可用性的研究较为广泛。翻译过程中,t RNA可视为运输原料氨基酸的工具,两者之间较高的共适应性关系有利于蛋白质的高效合成。因此我们课题组推测,t RNA基因和相应氨基酸的水平应该很好地匹配来更有效地合成蛋白质。这样的一致性将使翻译效率最大化,同时使资源/能源成本最小化。并且在生物体尺度上提出了t RNA基因拷贝数和氨基酸组成之间存在共适应关系,并通过计算两者间秩相关指数TAAI（t RNA Gene Copy Number and Amino Acid Usage Accordance Index）来衡量这种共适应性。本研究以大肠杆菌基因组t RNA基因拷贝数和氨基酸组成适应性相关指数TAAI作为理论指导,选取来源于古细菌的分子伴侣蛋白Gro EL作为外源蛋白,以大肠杆菌BL21（DE3）作为表达宿主菌,实验验证通过操纵大肠杆菌t RNA基因拷贝数增加来实现外源蛋白质表达量的提高;根据大肠杆菌基因组TAAI计算结果选出了ile U,gly X,ala W,val V,glu W,asp U和ser V共7种增加拷贝数可提高TAAI值的t RNA基因类型,并选取质粒p ACYC-Duet1,分别构建了7种重组载体,方便应用于外源蛋白质表达研究。然后分别选取p ACYC-Duet1载体、插入t RNA基因拷贝asp U的载体和插入7种t RNA基因合成片段PT7t RNA的载体,进行外源蛋白诱导表达实验,并分析蛋白表达量差异。结果发现插入单拷贝t RNA基因的载体外源蛋白表达量较空载载体高,但差异性不显著;插入PT7t RNA片段的载体较空载载体外源蛋白表达量有显著提高,并且提高量达到了21%。搜集用于外源蛋白质表达的常见工程菌株或真核宿主细胞进行相关TAAI计算分析,以期为蛋白质商业化生产提供参考和帮助。本研究发现,原核物种中增加一个氨基酸Ala对应t RNA基因拷贝数后物种基因组TAAI均有所增加,而增加一个氨基酸Asn,Tyr和Cys对应t RNA基因拷贝数后物种基因组TAAI均会有所减少。真核物种基因组TAAI变化规律尚不明显。