摘要 蛋白质是药物靶标的主要来源，其中一些蛋白质本身就具有治疗潜力。其中，膜蛋白约占主要药物靶标的 50%。在药物发现过程中，以简单的方式高质量地快速生产不同类别的蛋白质的方法对于结构和功能分析非常重要。无细胞系统因其灵活性而不受任何细胞膜限制，正在成为生产蛋白质的一种有吸引力的替代方案。在生物生产环境中，基于来自不同来源的细胞裂解物且批次间一致的开放系统已成为无细胞合成目标蛋白质的催化剂。最重要的是，蛋白质可以加工用于下游应用，如纯化和功能分析，而无需转染、选择和扩增克隆。在过去的 5 年里，来自多种生物体的新型无细胞裂解物的可用性不断增加，它们用于合成多种蛋白质。尽管取得了这些进展，但在可扩展性、成本效益、蛋白质折叠和功能性方面仍然存在重大挑战。在本综述中，我们概述了来自不同来源的不同无细胞系统及其在生产各种蛋白质中的应用。此外，本文还讨论了中国仓鼠卵巢和 Sf 21 裂解物中含有内源性易位活性微粒体的无细胞系统在膜蛋白合成方面的一些最新进展。我们特别强调了内部核糖体进入位点序列在更有效地生产蛋白质方面的应用，以及位点特异性掺入非规范氨基酸对标记应用和使用无细胞系统创建抗体药物偶联物的重要性。我们还讨论了克服从实验室层面将无细胞平台商业化以用于未来药物开发的主要挑战的策略。