葡萄糖耐量因子（GTF）是一种小分子的铬结合蛋白（肽）,三价有机铬是其重要活性成分,含有半胱氨酸、天门冬氨酸、甘氨酸和谷氨酸。本项研究从本试验室收藏的7株啤酒酵母入手,探索一条通过航天诱变、高产菌株的选育、GTF的分离纯化以及功能特性研究为主要线索的微生物发酵高产GTF的途径。本论文的主要试验结果如下:利用GTF可溶于氨水的性质,完善其提取参数,优化消解工艺,确定GTF有效提取方法和测定方法。结果表明:0.1g的菌体悬浮于10mL的0.1moL/L氨水溶液于37℃、200r/min提取3h,5000r/min离心10min,收集上清液,上火焰原子吸收光谱法测定其铬含量。验证试验结果显示该方法可有效的测定和评价菌体中GTF的含量。该方法可靠,处理时间短、耗酸量少,其回收率在95%～102.5%之间,相对偏差小于4%。利用航天诱变技术对本实验是收藏的7株啤酒酵母进行诱变处理。通过梯度含铬平板、液体培养和筛选得到一株遗传性能稳定、GTF高产菌株YS-3。其有机铬产量为1258μg/g.dcw,总铬含量为1926μg/g.dcw,有机铬率达65.31%,生物量40 g/L。相比于出发菌株Y-3,YS-3有机铬产量提高了53%。铬离子为800μg/mL时,严重抑制菌体的生长;400μg/mL时,对菌体有刺激生长作用。与无铬离子培养相比,400μg/mL的铬离子延长了菌体延迟期,发酵6 h后进入对数生长期,生物量增长超过无铬离子培养。有机铬富集主要发生在对数生长期（6 h～44 h）;菌体最快的有机铬富集速度主要出现在延迟期（0 h～6 h）,此时单位菌体的富铬量最大。通过二次加铬培养,摇瓶培养YS-3富集有机铬量可提高一倍,有机铬为2644μg/g.dcw左右,菌体生物量无显著性降低。发酵罐扩大规模培养,有机铬量为1930μg/g.dcw,生物量为33 g/L。采用中红外分析了其蛋白结合铬前后的二级结构的变化。大分子蛋白结合铬后,部分α-螺旋结构和无规则卷曲向β-转角结构转变,β-折叠结构几乎无变化;小分子蛋白结合铬后,部分β-折叠结构转向无规则卷曲和α-螺旋,β-转角结构几乎无变化。通过HPLC-ICP-MS/AES对Sephadex G-75凝胶层析Peak1、Peak2中金属铬和蛋白的分布进行微量分析和评估,对大、小含铬蛋白组分采用不同的分离纯化路线:小分子含铬蛋白:采用三次超滤（100kD、50kD、10KD）、Sephadex G25、Sephadex G15凝胶过滤层析脱盐处理获得峰形对称的含铬峰PP1。大分子含铬蛋白采用Sephadex G75、高效液相层析处理。对峰PP1的结构分析表明其为一个含铬的小肽类物质,由天门冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、半胱氨酸组成;其中的氨基酸有可能并非以肽键相连,或以配位键与金属结合。峰PP1中含有两个m/z比值为712.2535、769.2747离子峰,并根据其一、二级质谱图推测其氨基酸组成比例。通过LC-ESI-MS对peak1中第8管进行测定,分析该含铬大分子蛋白有可能为HBT1蛋白或3-磷酸甘油醛脱氢酶或核蛋白体蛋白。糖尿病动物试验结果显示富铬酵母菌体对糖尿病有一定的改善作用,具有一定的降脂、降糖作用（糖基化血红蛋白）,对胰腺组织和β细胞具有一定的保护和恢复作用。从本文结果可以看出,通过航天诱变、筛选得到的YS-3,在优化其发酵条件基础上,通过二次补铬工艺,有机铬产量达至1930μg/g.dcw,生物量为33 g/L。发酵所产的GTF的氨基酸组成与文献报道一致,通过动物饲喂试验证明其对糖尿病有一定改善作用,具有降脂、降血糖、保护胰腺组织的功能。因此通过微生物高产GTF、使生物铬补充剂工业化具有广阔的研究价值和发展前景。