無細胞蛋白表達系統(tǒng)是一種以外源mRNA或DNA為模板，在細胞抽提物或蛋白表達所必需的酶和輔因子重構(gòu)體系中，利用氨基酸和能量合成蛋白質(zhì)的體外反應(yīng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含了蛋白表達所需要的全部模板、分子機器（如核糖體、轉(zhuǎn)運RNA等）、底物（如氨基酸）和能量（如ATP）。

　　其常見的無細胞蛋白表達系統(tǒng)有大腸桿菌系統(tǒng)、昆蟲細胞裂解液系統(tǒng)、麥芽胚系統(tǒng)、兔網(wǎng)織紅細胞系統(tǒng)等。其中，大腸桿菌無細胞蛋白表達系統(tǒng)是目前應(yīng)用廣泛的無細胞蛋白表達系統(tǒng)，因其遺傳背景清楚、目的基因表達水平高、培養(yǎng)周期短、效率高、成本低、抗污染能力強、易于放大，并且可以適用于多種屬蛋白的表達。

　　無細胞蛋白表達系統(tǒng)的特點：

　　1、快速高效：無細胞蛋白表達系統(tǒng)不受細胞自身代謝和細胞封閉環(huán)境限制，能夠在體外快速、大量表達蛋白。相較于傳統(tǒng)的活細胞蛋白表達技術(shù)，無細胞蛋白表達技術(shù)通常只需要數(shù)小時就能夠完成蛋白質(zhì)的表達，速度明顯快于傳統(tǒng)技術(shù)。

　　2、易于控制：該系統(tǒng)具有更高的靈活性，可以通過調(diào)整反應(yīng)條件（如底物濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)劑比例等）來調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)的合成和翻譯后修飾，避免包涵體的形成。同時，由于系統(tǒng)開放，便于添加補充劑來控制表達條件。

　　3、適用范圍廣：無細胞蛋白表達技術(shù)適用于制備各種類型的蛋白質(zhì)，包括難表達蛋白質(zhì)、毒性蛋白質(zhì)、復(fù)雜蛋白質(zhì)等。此外，該系統(tǒng)還可以用于生產(chǎn)對宿主有毒害作用的外源蛋白，顯著改善多次跨膜或疏水性強的蛋白的表達純化。