糖尿病是现代社会威胁人类健康的三大杀手之一，迄今为止胰岛素仍是糖尿病治疗最有效的药物之一。近年来随着生物技术的发展，重组人胰岛素已逐渐占领了胰岛素市场的大部分份额。现在用来生产重组人胰岛素的异源蛋白表达系统主要有大肠杆菌表达系统和酵母表达系统，其中毕赤酵母(Pichia pastoris)外源基因表达系统是一种发展迅速的蛋白质表达系统，在药物蛋白的表达中广为使用。在毕赤酵母表达目的蛋白的过程中，溶氧始终是最重要的一个限制因素，溶氧过低严重限制着目的蛋白的表达。珠海联邦制药股份有限公司在研究开发重组人胰岛素药物过程中，采用毕赤酵母工程菌表达胰岛素原，但工程菌在发酵过程的中后期（约发酵80小时后），发酵体系中溶氧极低，多数时候维持为零，严重制约着胰岛素原的表达，也制约着生产的进一步放大。本论文将着力解决发酵过程中溶氧限制问题。本论文对珠海联邦制药股份有限公司构建的表达胰岛素原的毕赤酵母基因工程菌发酵过程中的溶氧进行强化研究，在原有发酵工艺的基础上，对发酵罐的硬件条件进行改进，以期使发酵过程中的溶氧得到改善，并且通过同步试验验证的方式对硬件改进结果进行确认。发酵罐硬件改进采取如下措施：在20L发酵罐规模上对发酵罐增加挡板；将搅拌桨形式由六弯叶改进为六半圆叶；放大搅拌桨的尺寸，使之达到罐体直径的0.5倍。经过上述硬件改进后，毕赤酵母基因工程菌发酵过程中的溶氧得到改善，尤其是发酵后期（约发酵培养80小时后），溶氧从原来的基本为零提高到能维持在20%以上；且随着溶氧条件的改善，工程菌的比生产速率和产物得率也明显提高，其中比生产速率从2.62×10-5g/h提高到了4.07×10-5g/h，目标蛋白的产物得率系数从0.6857g/g提高到0.8539g/g；目的产物表达量最高可达1.5g/L，20L发酵罐最终目的蛋白总量也由5.12g提高到7.60g，提高了50%。经本论文研究对溶氧硬件进行优化改进后，有效解决了毕赤酵母发酵表达胰岛素原的溶氧限制问题，并使目的蛋白总量得到显著提高，为珠海联邦制药重组人胰岛素产品的最终工业化放大生产奠定了坚实的基础。