重组蛋白从基础研究到药物开发均有广泛应用。迄今为止,全世界有超过170种重组蛋白被规模化生产并应用于医学领域。重组蛋白的市场庞大,自2019年年底新冠疫情蔓延以来,重组蛋白的重要性和市场需求更是日益突出。酿酒酵母被FDA归为公认安全的（GRAS）一类宿主;在应用于重组蛋白表达时,具备操作简单、具有近乎完整和保守的蛋白分泌系统、下游蛋白分离纯化成本低等优点。然而其也会面临着蛋白分泌时产生的细胞压力问题,并直接造成重组蛋白产量的下降。为此,本文主要围绕酵母细胞自身蛋白分泌压力响应机制未折叠蛋白反应（Unfolded Protein Response,UPR）进行解析和优化,并提高了细胞的重组蛋白表达能力,揭示了相关的调控元件及通路。本文首先构建了压力信号监控系统以监测酵母细胞内质网氧化还原环境和UPR响应情况,并利用不同浓度的双氧水、二硫苏糖醇（DTT）、衣霉素（Tm）、重金属等或过表达模式蛋白α-淀粉酶,揭示在内外源诱导下,酵母细胞蛋白分泌压力的产生和UPR响应情况。结果显示,Cd2+和DTT压力诱导效应较为明显,且发现细胞可能存在UPR响应不足的情况;α-淀粉酶产量与UPR响应存在关联;总体而言,α-淀粉酶表达量高时,UPR响应也较高,但两者并非完全线性相关。为优化酵母分泌压力响应从而提升其蛋白表达能力,本文采用理性设计方式,围绕与HAC1表达相关元件对酵母进行多靶点组合改造:CBC1、RRP6的敲除,YPT1的弱化表达;适当增加HAC1 pre-m RNA 3′UTR中3′BE的数量、过表达蛋白激酶Kin1p;过表达磷酸肌醇3-激酶Vps34p;过表达二硫键异构酶Pdi1p和锌金属蛋白酶Ste24p。改造后的工程菌的淀粉酶产率提高2.3倍。工程菌应用于其他三种特性不同的重组蛋白角质酶、果胶酶、人血清白蛋白表达时,可使其产率分别提高约30%、60%及1000%。对于分子量大、翻译后修饰程度更高的重组蛋白分泌促进作用更为明显。最后,对优化后的工程菌进行性能表征（生长速率、葡萄糖消耗、乙醇及甘油的生成、HAC1的表达情况等）和转录组学分析,揭示出与蛋白高分泌能力潜在相关的关键转录因子（PDC2、THI2、PHO4、MAL33、SNF6、SPT10、SPT20、TEC1等）及代谢通路（Thiamine metabolism、Meiotic cell cycle等）,对后续相关研究具有参考价值及指导意义。