该技能为无细胞蛋白合成（Cell-Free Protein Synthesis，CFPS）提供优化指导，主要用途是帮助规划 CFPS 实验、排查低产量或蛋白聚集等问题，并选择合适的表达体系。
体系选择：资料给出多种 CFPS 体系的适用场景与特性对照，包括大肠杆菌提取物（适合快速原型与 prokaryotic 蛋白，产量高 100-400 μg/mL，无翻译后修饰，二硫键形成差，成本低）、大肠杆菌 PURE（适合限定条件与非常规氨基酸掺入，产量中等 50-150 μg/mL，二硫键可控，成本高）、小麦胚芽（适合真核与膜蛋白，产量高 100-500 μg/mL，修饰有限）、兔网状红细胞（适合哺乳动物蛋白与翻译后研究，产量低 10-50 μg/mL）、昆虫 Sf21（适合糖蛋白与复杂折叠，产量中等 50-100 μg/mL，有糖基化，二硫键好）、HeLa/CHO（适合天然哺乳动物蛋白，产量低 10-50 μg/mL，具备完整哺乳动物修饰，成本极高）。
故障排查：针对无表达、低产量、聚集、无活性、截短、降解等问题，资料分别列出可能原因以及设计层面与试剂层面的修复方法，例如优化 N 端前 30 个密码子、使用 BL21-CodonPlus 提取物、优化 5' UTR 使 ΔG 大于 -5 kcal/mol、提高 Mg²⁺至 10-18 mM、添加 MBP/SUMO 等溶解度标签、加入 Tween-20 或伴侣蛋白、通过稀有密码子减缓翻译以改善折叠、去除 AGG/AGA/CUA 簇、补充稀有 tRNA、添加蛋白酶抑制剂等。
密码子优化：列出在大肠杆菌 CFPS 中应避免的密码子（AGG、AGA、CUA、AUA、CGA、CCC、GGA）及其 tRNA 丰度与问题；设计规则包括前 30 个密码子仅用高频密码子、避免 10 nt 内出现 2 个以上稀有密码子、稀有密码子总量低于编码序列 5%、GC 含量目标 40-60%、避免超过 6 个连续 G 或 C、在结构域之间策略性放置慢速密码子以帮助折叠，并说明在结构域边界、复杂结构元件之前或蛋白易错折叠时可使用稀有密码子。
mRNA 模板设计：给出 5' UTR 中 RBS（SD 序列 AGGAGG，距起始 7-9 nt）、SD 与 AUG 间距 7 nt、二级结构 ΔG 大于 -5 kcal/mol、避免上游 AUG 等要点，以及 AUG 附近 -30 至 +30 区域、完整 5' UTR、RBS 可及性的 ΔG 目标；模板形式对比质粒（稳定、产量高，需克隆）、线性 PCR（快速、无需克隆，可能需稳定化）、mRNA（直接翻译，不稳定且昂贵）。
二硫键形成：对照各体系的天然二硫键支持与所需添加剂，并给出大肠杆菌提取物的氧化折叠流程：去除 DTT、加入 4 mM GSSG 与 1 mM GSH（4:1）、加入 10 μM PDI、可选 5 μM DsbC、在 25°C 而非 37°C 表达、孵育 4-6 小时；富二硫键蛋白建议从小麦胚芽或氧化型提取物入手，或使用 PURE 体系精确控制，可共表达 PDI/DsbC，并用非还原 SDS-PAGE 验证。
序列表达预测：按稀有密码子含量、前 30 密码子稀有数、GC 含量、5' UTR ΔG、疏水片段长度、N 端残基、半胱氨酸配对等特征划分好、边缘、差三档。
溶解度增强：列出融合标签（MBP、SUMO、NusA、Trx、GST、His₆）的大小、增溶效果、切割方式与备注；缓冲液添加剂（海藻糖 50-100 mM、甘油 5-10%、L-精氨酸 50-100 mM、Tween-20 0.05-0.1%、脯氨酸 50 mM）；伴侣蛋白补充（GroEL/GroES、DnaK/DnaJ/GrpE、Trigger Factor、ClpB）及其目标问题与浓度；温度优化（37°C、30°C、25°C、18-20°C、16°C 的适用场景与取舍）。
提取物制备与 PURE 体系：大肠杆菌提取物制备关键变量包括收获时细胞密度（OD₆₀₀ 2.5-3.5）、裂解方式、run-off 反应、Mg²⁺浓度 10-18 mM、K⁺浓度 150-200 mM、能量系统等。PURE 体系优势为组成明确（无蛋白酶/核酸酶）、线性 DNA 模板可用、可掺入非常规氨基酸、批次间重复性好；局限为无伴侣蛋白、无翻译后修饰、产量低于粗提取物、成本较高；适用场景包括非常规氨基酸掺入、翻译机制研究、需要“干净”蛋白、蛋白酶敏感靶标、线性模板表达。
常见异常与处理：针对低分子量条带、高分子量条带、无可溶蛋白分别列出原因与解决方案，如优化稀有密码子簇、添加蛋白酶抑制剂、检查内部 AUG、使用 PURE 体系、确保强终止密码子（优选 UAA）、添加释放因子、降低温度、添加伴侣蛋白、使用溶解度标签、优化翻译速率等。
限制：资料未提供具体软件操作界面、收费价格、运行平台或实验操作步骤以外的产品信息。