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α-葡萄糖苷酶抑制剂能够抑制碳水化合物的水解,用途广泛。阿卡波糖(Acarbose)作为第一个用于临床治疗Ⅱ型糖尿病的α-葡萄糖苷酶抑制剂类药物,自上市以来,由于其高效、安全而得到广泛应用。阿卡波糖可以竞争性地与小肠内的糖苷酶结合,延迟碳水化合物的水解,从而达到降低餐后血糖,治疗糖尿病的目的。目前,阿卡波糖主要通过游动放线菌(Actinoplanes sp.)等微生物发酵获得。本论文建立了一种糖苷酶抑制剂微孔板快速筛选方法,对实验室保藏的菌种进行了筛选,得到了一株阿卡波糖生产菌株A.utahensis ZJB08196,并利用低能离子束注入等诱变育种方法,对该菌株进行诱变改良,筛选到了高产突变株A.utahensis DG628-6-12,并对该突变株的发酵条件进行初步优化,显著提高了其发酵水平。首先,本论文根据2-氯-4-硝基苯-α-半乳糖-麦芽糖苷(Gal-G2-α-CNP)可以被α-淀粉酶水解产生生色基团2-氯-4-硝基苯酚(CNP)的反应原理建立了α-淀粉酶抑制剂筛选方法。考察了温度、pH等因素对显色反应的影响,并最终确定了一种基于96孔板的快速筛选方法:在最适pH 6.0,最适温度37℃条件下,反应体系为200 μl,其中α-淀粉酶液30μl,5 mmol/LGal-G2-α-CNP 40 μl,磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液100 μl(pH 6.0,50 mmol/L),30 μl待筛选样品。本方法灵敏度高、方便、快捷。通过该方法加快了筛选速度,降低了筛选成本,提高了劳动效率。通过对实验室保藏菌株的初步筛选,得到了稳定性良好的出发菌株并确定了其平板、种子、发酵培养的基本条件。在此基础上,通过应用不同的诱变方法如UV-LiCl、γ-射线、N+低能离子注入进行单因子多轮复合诱变,并利用已建立的筛选方法进行突变株筛选,筛选得到的菌株阿卡波糖的产量分别提高了 30.18%,47.87%和51.33%。为了避免单因子诱变引起的“疲劳效应”,利用不同诱变因子进行复合诱变,最终获得了高产突变株A.utahensis DG628-6-12,其阿卡波糖产量达到4099 μg/ml,相对于出发菌株2018 μg/ml,提高了 103.12%。对突变株A.utahensis DG628-6-12的发酵培养基和发酵条件进行了优化,获得了较佳的阿卡波糖发酵工艺:葡萄糖和麦芽糖的含量分别为30g/L和60g/L,谷氨酸钠含量为4g/L,甘油4g/L,黄豆饼粉17 g/L,碳酸钙4.0 g/L。接种量为9%,起始pH为7.0,培养温度为28℃,最佳摇床转速为180 rpm,在500 ml三角瓶内最适装液量为50 ml。在较佳培养条件下,阿卡波糖的产量最高达到了 4470μg/ml。最后,考察了该菌株的发酵过程曲线。通过对突变株发酵过程中各种参数进行测定,掌握了发酵过程中,葡萄糖、麦芽糖、谷氨酸钠等基质的消耗情况以及菌体量、阿卡波糖、渗透压等参数的变化规律。初步确定,阿卡波糖属生长相关性代谢产物;在发酵后期,麦芽糖含量下降是阿卡波糖合成受阻的主要原因,补加麦芽糖有利于阿卡波糖的继续合成。