JP2006511722A - Protein storage apparatus and method - Google Patents

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Abstract

タンパク質(20)を貯蔵する第1の区画(30)と、アルカリ性緩衝液(50)を貯蔵する第2の区画(40)とを備えたタンパク質(20)貯蔵装置であって、第2の区画(40)が第1の区画(30)と流体で連絡されている貯蔵装置が開示される。本発明の優先的な一実施形態では、アルカリ性緩衝液は、タンパク質(20)のゲル化を促進するカルシウムイオンを含む。また、タンパク質(20)の貯蔵方法も開示される。本方法は、タンパク質を第1の貯蔵区画(30)に配置する第1のステップと、タンパク質(20)をアルカリ性緩衝液(50)に曝露する第2のステップと、第1の貯蔵区画(30)においてタンパク質(20)をアルカリ性雰囲気に保持する第3のステップとを含む。A protein (20) storage device comprising a first compartment (30) for storing protein (20) and a second compartment (40) for storing alkaline buffer (50), wherein the second compartment A storage device is disclosed in which (40) is in fluid communication with the first compartment (30). In a preferential embodiment of the invention, the alkaline buffer comprises calcium ions that promote the gelation of protein (20). A method for storing protein (20) is also disclosed. The method includes a first step of placing a protein in a first storage compartment (30), a second step of exposing the protein (20) to an alkaline buffer (50), and a first storage compartment (30 ) To maintain the protein (20) in an alkaline atmosphere.

Description

本発明は、タンパク質貯蔵装置および方法に関する。   The present invention relates to protein storage devices and methods.

タンパク質の長期貯蔵に伴う問題の1つは、経時的に分子が分解するに連れて、タンパク質がその生物学的特性を失うことである。この問題を克服するために、タンパク質を貯蔵する先行技術の諸方法が開発されている。   One problem with long-term storage of proteins is that proteins lose their biological properties as molecules degrade over time. In order to overcome this problem, prior art methods for storing proteins have been developed.

例えば、特開昭63−92671(カネボウ)は、フィブロインまたはコラーゲンを水溶液に溶解するタンパク質の貯蔵方法を教示している。この溶液には加水分解酵素が加えられ、次いでキレート剤が加えられる。混合物のpHを4.5〜7.5の範囲に調整し、約1μm以下の孔を有するフィルターで溶液を濾過する。最後に溶液を乾燥すると平均重合度が200〜600の範囲のポリマーが得られる。   For example, JP-A 63-92671 (Kanebo) teaches a protein storage method in which fibroin or collagen is dissolved in an aqueous solution. To this solution is added a hydrolase and then a chelating agent. The pH of the mixture is adjusted to the range of 4.5 to 7.5, and the solution is filtered through a filter having pores of about 1 μm or less. Finally, when the solution is dried, a polymer having an average degree of polymerization of 200 to 600 is obtained.

しかし、タンパク質を、その自然な状態で酵素処理またはキレート剤による処理なしで貯蔵できることが望ましい。   However, it is desirable that proteins can be stored in their natural state without enzymatic treatment or treatment with a chelating agent.

自然界では、タンパク質を貯蔵するいくつかの方法が知られている。天然の絹糸類は、カイコBombyx moriおよびその他の無脊椎動物種が、貯蔵されたタンパク質ドープまたは供給原料から作り出す繊細な光沢のあるフィラメントである。絹糸類は、材料の製造に現在用いられている合成ポリマーと比べて優れており、その特性は生物の腺内にタンパク質ドープを長期間貯蔵したことによって実質的に影響を受けていないように見える。例えば、ある種のクモのしおり糸(dragline silks)の引張り強度および靭性は、最も強靱で最も強い人造繊維であるKevlar(商標)繊維のものを超える可能性がある。クモのしおり糸は熱安定性も高い。多くの絹糸類には生分解性もあり、自然環境に残り続けることはない。これらはリサイクル可能であり、水だけを溶媒として非常に効率的な低圧低温プロセスで製造される。天然の紡糸プロセスは、タンパク質の水溶液を強靱で極めて不溶性の材料に変換する点で注目に値する。クモおよびカイコが絹糸類を作り出すプロセスは、VollrathおよびKnightの「Liquid crystalline spinning of spider silk」、Nature、410巻、2001年3月29日、541〜8頁の論文に要点が概説されている。この著者等は、クモおよびカイコがそのタンパク質ドープ分子を貯蔵し、これを強い糸として押出すやり方から知恵を学ぶべきであることを指摘している。この論文では、クモの天然紡糸機構は、紡糸ドープが紡糸管を通過する際に、水素イオンとカリウムイオンの付加ならびにナトリウムイオンの除去を伴うという証拠を綿密に調べている。   In nature, several methods for storing proteins are known. Natural silks are delicate, glossy filaments that silkworm Bombyx mori and other invertebrate species create from stored protein dopes or feedstocks. Silks are superior to the synthetic polymers currently used in the manufacture of materials, and their properties appear to be substantially unaffected by long-term storage of protein dope in the gland of the organism . For example, the tensile strength and toughness of certain dragline silks may exceed that of Kevlar ™ fiber, the toughest and strongest man-made fiber. Spider bookmark yarn has high thermal stability. Many silks are also biodegradable and will not remain in the natural environment. They are recyclable and are manufactured in a very efficient low pressure low temperature process using only water as a solvent. The natural spinning process is notable for converting aqueous protein solutions into tough, highly insoluble materials. The process by which spiders and silkworms produce silk is outlined in a paper by Vollath and Knight “Liquid crystalline spinning of spider silk”, Nature, 410, March 29, 2001, pages 541-8. The authors point out that spiders and silkworms should learn wisdom from how to store their protein-doped molecules and extrude them as strong threads. In this paper, spider's natural spinning mechanism scrutinizes the evidence that the spinning dope passes through the spinning tube with the addition of hydrogen and potassium ions and removal of sodium ions.

KnightおよびVollrathによる論文「Biological Liquid Crystal Elastomers」、Trans.Phil.R.Soc.B.357、155−163頁(2002年)で、著者等は、スピドロイン(spidroin)およびフィブロインタンパク質の集合体が強靱な糸を形成するのは、絹糸類の主要な構造タンパク質、即ちカイコのフィブロインおよびクモのスピドロインが、ABAB型の両親媒性の反復ブロック共重合体(ただし、Aは疎水性ブロックを、Bは疎水性がより低いブロックを示す)であるという事実に依存することを指摘している。   A paper by Knight and Volllath "Biological Liquid Crystal Elastomers", Trans. Phil. R. Soc. B. 357, 155-163 (2002), the authors indicate that the spidroin and fibroin protein aggregates form tough threads that are the main structural proteins of silk, namely silkworm fibroin and spiders. Indicates that it depends on the fact that it is an ABAB-type amphiphilic repetitive block copolymer where A represents a hydrophobic block and B represents a less hydrophobic block. .

スピドロインおよびフィブロンは、2つの状態で見出されている。第1の状態は安全な貯蔵状態であり、この状態では著しく長いタンパク質鎖が折り畳まれて、短い、かなり密な棒状の分子になっていると考えられる。この第1の状態におけるフィブロインまたはスピドロインは、主としてランダムなコイルおよび/または螺旋状の2次構造を有する。第2の状態は、主としてβ結晶性の2次構造を有する固体状態である。この第2の状態は、直径約5nmの非常に長いナノフィブリルの高充填部分を含むナノフィブリル複合体である。ナノフィブリルは、強靱な糸の長軸に対して実質的に平行に配向しており、すべてまたは大部分の微細なβ結晶を含んでいると考えられる。微細なβ結晶は、幅が約5nmであり、ナノフィブリルの長軸に対して実質的に平行に配列している。少量の結晶性の低い、より無秩序な材料がナノフィブリル間にマトリックスを形成すると考えられる。   Spidroin and fibron are found in two states. The first state is a safe storage state, in which a very long protein chain is folded into a short, fairly dense rod-like molecule. The fibroin or spidroin in this first state has mainly a random coil and / or a helical secondary structure. The second state is a solid state mainly having a β crystalline secondary structure. This second state is a nanofibril composite comprising a highly filled portion of very long nanofibrils with a diameter of about 5 nm. Nanofibrils are oriented substantially parallel to the long axis of the tough yarn and are believed to contain all or most of the fine β crystals. Fine β crystals have a width of about 5 nm and are arranged substantially parallel to the long axis of the nanofibril. A small amount of less crystalline, less disordered material is believed to form a matrix between the nanofibrils.

第1の貯蔵状態は準安定である。これが第2のナノフィブリル状態へ変換されるには、分子の凝集および2次構造の立体配座の変化の両方を伴うと考えられる。立体配座の変化は、反復ブロック共重合体の「ランダム・コイル」/α螺旋構造からβ結晶性構造へ転移するブロック種のうち最も疎水性のもので起こると考えられる。生体内で強靱な糸を形成する凝集および立体配座の変化には、pHの低下、タンパク質へのカリウムイオンの付加、タンパク質からのナトリウムイオンの除去、水が失われること、および形成される糸に対して機械的な力を加えることの少なくとも5つの因子が関与していると考えられる。さらに、この変換は、ポリオールおよび界面活性剤の分泌によって促進することができる。クモの紡糸管ライニングの最終部分の、低い表面エネルギーを有する細い長手方向の隆起が、タンパク質ドープの固体状の糸への変換を促進させるのに役立っている可能性がある。一旦短いナノフィブリルが形成されると、これがシードとなってその後のタンパク質の凝集および立体配座の変化を開始させ、その結果全体の変化の速度を上昇させている可能性がある。   The first storage state is metastable. This conversion to the second nanofibrillar state is thought to involve both molecular aggregation and change in secondary structure conformation. Conformational changes are believed to occur in the most hydrophobic of the block species transitioning from the “random coil” / α helical structure to the β crystalline structure of the repeating block copolymer. Aggregation and conformational changes that form tough threads in vivo include pH reduction, addition of potassium ions to proteins, removal of sodium ions from proteins, loss of water, and threads formed It is considered that at least five factors for applying mechanical force to the slab are involved. Furthermore, this conversion can be facilitated by the secretion of polyols and surfactants. Fine longitudinal ridges with low surface energy at the end of the spider tube lining may help to facilitate the conversion of protein dope into solid yarn. Once short nanofibrils are formed, they may become seeds and initiate subsequent protein aggregation and conformational changes, thereby increasing the overall rate of change.

フィブロインまたはスピドロインの第1の貯蔵状態の溶液は、これを処理しないで放置すると不溶性のβ結晶状態に自然に転移して、有用な糸に押出または紡糸することができない不溶性のフロックまたはゲルを形成する。この転移は、通常は完了まで1〜3日かかるが、著しく速くなる可能性がある。これは、絹タンパク質から糸を押出しまたは紡糸する場合に問題になる。細菌によるタンパク質分解が、生体外でのこの転移に一役買っているかもしれない。この分解により、タンパク質は切断されて短いペプチドになり、立体配座の変化または結晶化がより容易になる。あるいは、タンパク質分解により、凝集または立体配座の変化を妨げている保護ドメインが除去されてこの転移が促進されるのかもしれない。天然フィブロインまたはスピドロイン溶液の不溶形態への転移は、既にβ状態に転移した材料をシード添加することによって促進することもできる。天然の溶液を凍結または機械的に剪断することによっても、β結晶性状態への転移が得られる。絹糸類を、臭化リチウム、チオシアン酸リチウム、チオシアン酸ナトリウム、塩化カルシウム、硝酸カルシウムなどのカオトロピック剤に溶かした再生フィブロインまたはスピドロイン溶液も、透析によってカオトロピック剤を除去すると、徐々に同様なフロックまたはゲルを形成する。これもまた、再生絹糸類から材料の紡糸または押出を行おうとするときに問題になる。   The first storage state solution of fibroin or spidroin spontaneously transitions to an insoluble β crystalline state when left untreated to form an insoluble floc or gel that cannot be extruded or spun into useful yarns. To do. This transition usually takes 1-3 days to complete, but can be significantly faster. This becomes a problem when extruding or spinning yarns from silk proteins. Proteolysis by bacteria may play a role in this transfer in vitro. This degradation cleaves the protein into short peptides, making conformational changes or crystallization easier. Alternatively, proteolysis may facilitate this transfer by removing protection domains that prevent aggregation or conformational changes. The transition of a natural fibroin or spidroin solution to an insoluble form can also be facilitated by seeding material that has already transitioned to the β state. A transition to the β-crystalline state can also be obtained by freezing or mechanically shearing the natural solution. A regenerated fibroin or spidroin solution in which silks are dissolved in a chaotropic agent such as lithium bromide, lithium thiocyanate, sodium thiocyanate, calcium chloride, or calcium nitrate is also gradually removed by dialysis. Form. This is also a problem when trying to spin or extrude material from recycled silk.

第1の貯蔵状態は、カイコの腺の後部および中部、ならびにクモの同様なA領域で見出されている。それぞれの腺のこれらの領域では、タンパク質は、著しく高い濃度(20〜40%w/v)で貯蔵されている。クモでは、タンパク質は、絹糸腺管の第1、第2、および第3肢(limb)の大部分を通して、極めて高い粘度の液晶ゾルとして貯蔵されていると考えられる。カイコでは、タンパク質は、新たに脱皮した終齢カイコの絹糸腺の後部および中部内にゲルとして貯蔵されているが、タンパク質が紡糸される直前に管(前部絹糸腺の前方)の内部でゾルに転移する。その後、ゲルからゾルへの転移が分泌経路の後方へ伝播して、中部および後部に貯蔵された材料の前方への流れが可能になり、これを管の前部(末端部)でフィラメントに延伸できるようになる。   The first storage state has been found in the posterior and middle parts of silkworm glands and the similar A region of spiders. In these areas of each gland, proteins are stored at significantly higher concentrations (20-40% w / v). In spiders, the protein is thought to be stored as a very high viscosity liquid crystal sol throughout most of the first, second, and third limbs of the silk gland duct. In silkworms, the protein is stored as a gel in the posterior and middle part of the freshly molted old silkworm silk gland, but the sol is inside the tube (in front of the anterior silk gland) just before the protein is spun. To metastasize. The gel-to-sol transition then propagates backward in the secretory pathway, allowing forward flow of material stored in the middle and rear, which is stretched into filaments at the front (end) of the tube become able to.

本発明の目的は、タンパク質貯蔵装置および方法を提供することである。   It is an object of the present invention to provide a protein storage device and method.

本発明のこれらおよび他の目的は、タンパク質を貯蔵する第1の区画と、アルカリ性緩衝液を貯蔵する第2の区画とを備えたタンパク質貯蔵装置を提供することによって解決する。本発明の好ましい実施形態では、第2の区画には、塩化カルシウムを含有するアルカリ性緩衝液を入れる。第2の区画は、第1の区画と流体(即ち、液体または気体)で連絡されている。したがって、第1の区画に貯蔵されているタンパク質は、カルシウムイオンを含んでアルカリ性の状態にある。この条件下で、タンパク質は、生物の腺から直接取り出した、あるいはクモまたはカイコの絹糸をカオトロピック剤に溶かして調製した、未処理のスピドロインまたはフィブロイン溶液と比べて著しく安定化されている。したがって、分解またはβシート型の早過ぎる形成、即ちタンパク質のβ状態の形成は著しく遅延される。   These and other objects of the present invention are solved by providing a protein storage device comprising a first compartment for storing protein and a second compartment for storing alkaline buffer. In a preferred embodiment of the invention, the second compartment contains an alkaline buffer containing calcium chloride. The second compartment is in fluid communication with the first compartment (ie, liquid or gas). Therefore, the protein stored in the first compartment is in an alkaline state containing calcium ions. Under these conditions, the protein is significantly stabilized compared to an untreated spidroin or fibroin solution taken directly from the gland of the organism or prepared by dissolving spider or silkworm silk in a chaotropic agent. Therefore, degradation or premature formation of the β-sheet type, ie the formation of the β state of the protein, is significantly delayed.

本発明の一実施形態では、アルカリ性緩衝液は、アンモニア、酢酸アンモニウム、ギ酸アンモニウム、クエン酸アンモニウム、トリス/HCl、HEPES、PIPES、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、またはこれらの混合物からなるアルカリの群から選択される。   In one embodiment of the invention, the alkaline buffer is ammonia, ammonium acetate, ammonium formate, ammonium citrate, Tris / HCl, HEPES, PIPES, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium phosphate, potassium phosphate, or these Selected from the group of alkalis consisting of a mixture.

一実施形態では、アルカリ性緩衝液に加えてアジ化ナトリウムをタンパク質に添加する。あるいは、フェニルチオ尿素、シアン化ナトリウム、またはシアン化カリウムを添加することもできる。   In one embodiment, sodium azide is added to the protein in addition to the alkaline buffer. Alternatively, phenylthiourea, sodium cyanide, or potassium cyanide can be added.

さらに、一実施形態では、100〜700mMのカルシウムイオンを、好ましくは塩化物としてアルカリ性緩衝液に添加する。これらの環境下では、アルカリ性緩衝液は炭酸またはリン酸イオンを含まなくてもよい。   Furthermore, in one embodiment, 100-700 mM calcium ions are added to the alkaline buffer, preferably as chloride. Under these circumstances, the alkaline buffer may not contain carbonate or phosphate ions.

カルシウムイオンは、アルカリ性緩衝液に添加されると、絹タンパク質またはその類似物の高濃度溶液をゲル化する。こうして生成したゲルは、絹タンパク質のゾル状態の溶液より著しく安定である。こうして誘起されたゲル状態は、絹を押出成形、紡糸、または別の方法で成形する前にゾル状態に再変換することができる。これは、アンモニアまたは水酸化ナトリウム溶液でpH7.0〜7.8に調整した20〜100mMのエチレンジアミン四酢酸(EDTA)溶液を含む透析液に対する透析によって実現することができる。この処理によってカルシウムイオンが除去される。あるいは、脱イオン水に対する透析によってカルシウムイオンを除去することもできる。どちらの場合も、逆透析によってタンパク質濃度を維持または上昇させるために、透析液にポリエチレングリコールまたは別の水溶性高分子を添加することができる。   When calcium ions are added to an alkaline buffer, they gel a highly concentrated solution of silk protein or the like. The gel thus produced is significantly more stable than the silk protein sol solution. The gel state thus induced can be converted back to a sol state before the silk is extruded, spun, or otherwise formed. This can be achieved by dialysis against a dialysate containing 20-100 mM ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) solution adjusted to pH 7.0-7.8 with ammonia or sodium hydroxide solution. This treatment removes calcium ions. Alternatively, calcium ions can be removed by dialysis against deionized water. In either case, polyethylene glycol or another water soluble polymer can be added to the dialysate to maintain or increase the protein concentration by reverse dialysis.

好ましい実施形態では、第1の貯蔵区画の壁部内面の少なくとも一部は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、シラン、ナイロン、ポリエチレン、またはポリカーボネートなどの表面エネルギーの低い材料で形成されているか、これが塗布されている。これは、タンパク質のβシート型の早過ぎる形成を防止するのにも役立つ。   In a preferred embodiment, at least a portion of the wall interior surface of the first storage compartment is formed of a low surface energy material such as polytetrafluoroethylene (PTFE), silane, nylon, polyethylene, or polycarbonate, or It has been applied. This also helps to prevent premature formation of the β-sheet form of the protein.

この装置では、アルカリ性緩衝液はガス状または溶液である。アルカリ性緩衝液をガス状で用いる場合は、タンパク質溶液の1つまたは複数の表面に直接適用することができる。あるいは、これを多孔質または半透性表面を通してタンパク質溶液内に拡散させることができる。アルカリ性緩衝液を溶液で用いる場合は、多孔質膜または半透膜によってタンパク質から分離することができる。あるいは、タンパク質溶液の流れに緩衝液を別の流れとして作用させ、その後タンパク質表面から離れるように導くことができる。アルカリ性緩衝液がガス状の場合は、タンパク質溶液の中に直接拡散して、これをアルカリ性にすることができる。アルカリ性緩衝液を多孔質膜または半透膜によってタンパク質から分離する場合は、緩衝液および含まれている可能性があるカルシウムイオンの両方が、前記の膜を通ってタンパク質溶液中へ拡散することができる。   In this device, the alkaline buffer is gaseous or solution. If alkaline buffer is used in gaseous form, it can be applied directly to one or more surfaces of the protein solution. Alternatively, it can diffuse into the protein solution through a porous or semi-permeable surface. When an alkaline buffer is used as a solution, it can be separated from the protein by a porous membrane or a semipermeable membrane. Alternatively, the buffer may act as a separate stream on the protein solution stream and then be directed away from the protein surface. If the alkaline buffer is gaseous, it can be diffused directly into the protein solution to make it alkaline. When alkaline buffer is separated from protein by a porous or semi-permeable membrane, both the buffer and any calcium ions that may be contained may diffuse through the membrane into the protein solution. it can.

本発明の別の実施形態では、タンパク質は、直接アルカリ性溶液と混合される。これはタンパク質をゾル状態に保つのに役立つ。カルシウムイオンは、アルカリ性溶液に直接添加することができる。   In another embodiment of the invention, the protein is mixed directly with the alkaline solution. This helps keep the protein in a sol state. Calcium ions can be added directly to the alkaline solution.

本発明の好ましい実施形態では、アジ化ナトリウムは、pHが7.4より高く、最終濃度が0.0001Mを超えるように、緩衝液に添加される。   In a preferred embodiment of the invention, sodium azide is added to the buffer such that the pH is above 7.4 and the final concentration is above 0.0001M.

貯蔵されるタンパク質は、例えば動物の解体によって得られる天然のタンパク質でも、遺伝子工学によって得られる組換えタンパク質でも、カイコまたは絹繊維をカオトロピック剤(後で透析によって除去する)に溶かした再生絹溶液でも、あるいは上記のタンパク質またはタンパク質類似物の混合物でもよい。本発明は、フィブロインもしくはスピドロインタンパク質、またはその相当物、あるいはフィブロインおよび/もしくはスピドロインの再生溶液の貯蔵に有用であることが見出されている。   The stored protein can be, for example, a natural protein obtained by animal demolition, a recombinant protein obtained by genetic engineering, or a regenerated silk solution in which silkworms or silk fibers are dissolved in a chaotropic agent (which is later removed by dialysis). Or a mixture of the above proteins or protein analogs. The present invention has been found to be useful for the storage of fibroin or spidroin protein, or equivalents thereof, or a regenerated solution of fibroin and / or spidroin.

より一般には、貯蔵されるタンパク質は、反復両親媒性ブロック共重合体タンパク質もしくはタンパク質類似物である。どちらも帯電した基を含んでおり、化学合成または遺伝子工学で調製される。   More generally, the stored protein is a repetitive amphiphilic block copolymer protein or protein analog. Both contain charged groups and are prepared by chemical synthesis or genetic engineering.

本発明の目的は、第1の貯蔵区画にタンパク質を配置する第1のステップを含むタンパク質の貯蔵方法を提供することによっても解決される。第2のステップでは、一定の時間(好ましくはカルシウムイオンおよびアジ化ナトリウムを含む)アルカリ性緩衝液にタンパク質を曝露する。第3のステップでは、第1の貯蔵区画のアルカリ性環境にタンパク質を保持する。   The object of the present invention is also solved by providing a protein storage method comprising a first step of placing a protein in a first storage compartment. In the second step, the protein is exposed to an alkaline buffer (preferably containing calcium ions and sodium azide) for a period of time. In the third step, the protein is retained in the alkaline environment of the first storage compartment.

本発明は、絹タンパク質もしくはその類似物および再生絹溶液の長期貯蔵溶液を提供する。   The present invention provides long-term storage solutions of silk proteins or analogs thereof and regenerated silk solutions.

図1は、タンパク質20の貯蔵に適した装置10の第1の実施形態を示す概略図である。装置10は、タンパク質20を入れるタンパク質貯蔵区画30を有する。タンパク質貯蔵区画30は、パイプまたはチューブ35でアルカリ貯蔵区画40に接続されている。アルカリ貯蔵区画40にはアルカリ性溶液50が貯蔵される。タンパク質貯蔵区画30の内壁の好ましくは一部または実質的にすべては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリエチレン、またはポリカーボネートなどの表面エネルギーの低い材料から作るか、これを塗布する。   FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a first embodiment of an apparatus 10 suitable for storing protein 20. The device 10 has a protein storage compartment 30 that contains protein 20. The protein storage compartment 30 is connected to the alkali storage compartment 40 by a pipe or tube 35. An alkaline solution 50 is stored in the alkaline storage compartment 40. Preferably, part or substantially all of the inner wall of the protein storage compartment 30 is made from or coated with a low surface energy material such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyethylene, or polycarbonate.

タンパク質貯蔵区画30内のタンパク質20は、例えば動物の解体によって得られた天然タンパク質とすることができる。こうした天然タンパク質の例としては、それだけに限らないが、Nephila属のクモの主管足瓶嚢腺(major ampullate gland)から得られたスピドロインタンパク質、またはBrombyx moriもしくは他のカイコ種から得られたフィブロインタンパク質が挙げられる。本発明は、これらのタンパク質の相当物または遺伝子工学で得られた組換えタンパク質にも適用することができる。さらに、本発明は、カオトロピック剤を含む溶液に絹糸類を溶かした再生絹溶液にも適用することができる。より一般には、本発明は、反復両親媒性ブロック共重合体であり、帯電した基を含むどんなタンパク質もしくはタンパク質類似物の貯蔵にも適用することができると考えられる。ただし、これらの材料は本発明の限界を示すものではない。   The protein 20 in the protein storage compartment 30 can be, for example, a natural protein obtained by animal demolition. Examples of such natural proteins include, but are not limited to, spidroin protein obtained from the major ampule of the Nephila spider, or fibroin protein obtained from Brombyx mori or other silkworm species. Is mentioned. The present invention can also be applied to the equivalents of these proteins or recombinant proteins obtained by genetic engineering. Furthermore, the present invention can also be applied to a regenerated silk solution in which silk yarns are dissolved in a solution containing a chaotropic agent. More generally, it is believed that the present invention is a repeating amphiphilic block copolymer and can be applied to the storage of any protein or protein analog containing a charged group. However, these materials do not indicate the limits of the present invention.

アルカリ貯蔵区画40では、いくつかの異なる種類のアルカリ性溶液を使うことができる。例えば、このアルカリは、アンモニア/酢酸、酢酸アンモニウム、アンモニウム/ギ酸、またはギ酸アンモニウムとすることができる。これらの緩衝液は揮発性であり、タンパク質貯蔵区画30内にアルカリ性雰囲気を形成する。トリス/HCl、HEPES、またはPIPESを代わりに使うことができるが、これらの緩衝液は揮発性ではない。本発明の一実施形態では、アルカリ性緩衝液は、アンモニア、酢酸アンモニウム、ギ酸アンモニウム、およびクエン酸アンモニウム緩衝液からなるアルカリの群から選択される。リン酸カリウムおよび炭酸カリウムも適している。本発明の好ましい実施形態では、アルカリ性緩衝液は100〜700mMのカルシウムイオンを含む。好ましくは塩化カルシウムの形で添加する。   In the alkaline storage compartment 40, several different types of alkaline solutions can be used. For example, the alkali can be ammonia / acetic acid, ammonium acetate, ammonium / formic acid, or ammonium formate. These buffers are volatile and form an alkaline atmosphere within the protein storage compartment 30. Tris / HCl, HEPES, or PIPES can be used instead, but these buffers are not volatile. In one embodiment of the present invention, the alkaline buffer is selected from the group of alkalis consisting of ammonia, ammonium acetate, ammonium formate, and ammonium citrate buffer. Also suitable are potassium phosphate and potassium carbonate. In a preferred embodiment of the invention, the alkaline buffer contains 100-700 mM calcium ions. Preferably it is added in the form of calcium chloride.

好ましい実施形態では、アルカリ性緩衝液に加えて、さらにアジ化ナトリウムを、第1の貯蔵区画内のタンパク質20に添加する。本発明の別の実施形態では、タンパク質20に、フェニルチオ尿素、シアン化ナトリウムまたはシアン化カリウムを添加する。   In a preferred embodiment, in addition to the alkaline buffer, further sodium azide is added to the protein 20 in the first storage compartment. In another embodiment of the invention, phenylthiourea, sodium cyanide or potassium cyanide is added to protein 20.

図2に示した本発明の他の実施形態では、タンパク質貯蔵区画30は、半透膜または多孔質膜60でアルカリ貯蔵区画40から分離されている。半透膜または多孔質膜60は、イオンを透過させて、タンパク質貯蔵区画30に貯蔵されているタンパク質20のpHを変化させることができる。半透膜を使用した場合は、逆透析によってタンパク質貯蔵区画内のタンパク質溶液から水を除去するために、ポリエチレングリコールを70%w/vまでアルカリ性緩衝液に添加することができる。これらの環境では、使用するポリエチレングリコールの分子量は、半透膜の分画分子量より高くなければならない。水溶性であって、透析膜を通過しない十分な大きさがあれば、他の高分子をこのように使用することもできる。   In another embodiment of the invention shown in FIG. 2, the protein storage compartment 30 is separated from the alkaline storage compartment 40 by a semi-permeable or porous membrane 60. The semipermeable membrane or porous membrane 60 can permeate ions and change the pH of the protein 20 stored in the protein storage compartment 30. If a semipermeable membrane is used, polyethylene glycol can be added to alkaline buffer up to 70% w / v to remove water from the protein solution in the protein storage compartment by reverse dialysis. In these environments, the molecular weight of the polyethylene glycol used must be higher than the fractionated molecular weight of the semipermeable membrane. Other polymers can also be used in this way provided they are water soluble and large enough not to pass through the dialysis membrane.

したがって、1分ほどの短い時間、しかし好ましくは少なくとも20分間、第1の区画30内で処理することによって、タンパク質20の早過ぎる凝集を防止することができる。この時間は、タンパク質20の量、その初期pH値、温度、アルカリ性緩衝液にさらされるタンパク質20の表面積、アルカリ性緩衝液が拡散してすべてのタンパク質20に到達するのに要する距離、ならびにタンパク質20およびアルカリ性緩衝液の緩衝能に左右される。   Thus, premature aggregation of the protein 20 can be prevented by treating in the first compartment 30 for a time as short as 1 minute, but preferably for at least 20 minutes. This time includes the amount of protein 20, its initial pH value, temperature, the surface area of protein 20 exposed to alkaline buffer, the distance it takes for the alkaline buffer to diffuse and reach all proteins 20, and protein 20 and It depends on the buffer capacity of the alkaline buffer.

本発明の好ましい実施形態では、タンパク質20は、pHが7.4より高く、濃度が0.1M以上の酢酸アンモニウムまたはギ酸アンモニウムなどのアルカリ性緩衝液と混合する。本発明の好ましい実施形態では、アルカリ性緩衝液は、100〜700mMのカルシウムイオン、および0.0001Mを超えるアジ化ナトリウムを含む。   In a preferred embodiment of the invention, protein 20 is mixed with an alkaline buffer such as ammonium acetate or ammonium formate having a pH above 7.4 and a concentration of 0.1 M or higher. In a preferred embodiment of the invention, the alkaline buffer comprises 100-700 mM calcium ions and greater than 0.0001 M sodium azide.

タンパク質20の安定性を高める様々なアルカリ性溶液の適合性を2つの方法で評価した。第1に、高濃度タンパク質溶液の少量の液滴を、4週間まで様々なアルカリ性緩衝液に対して透析し、間隔をおいてタンパク質溶液のゲルまたはゾル状態を測定した。代表的な結果を図3に示す。第2に、少量のタンパク質溶液をアルカリ性緩衝液と様々な時間で接触させて貯蔵した後、この溶液から繊維の紡糸を試みることによって本手法の妥当性を確かめた。この第2の手法では、国際公開第01/38614号に記載の、一般タイプの生体模倣紡糸装置を使用した。この公報の教示は、引用により本明細書に加入する。この生体模倣紡糸装置を用いた試験によれば、1Mの水酸化アンモニウム溶液から出た蒸気で飽和した雰囲気と接触して貯蔵されたタンパク質20は、1週間後に紡糸しても糸、繊維またはフィラメントを形成することができることが分かった。タンパク質20にアジ化ナトリウムを添加すると、この貯蔵時間を長くすることができる。   The suitability of various alkaline solutions that increase the stability of protein 20 was evaluated in two ways. First, a small drop of high concentration protein solution was dialyzed against various alkaline buffers for up to 4 weeks, and the gel or sol state of the protein solution was measured at intervals. A representative result is shown in FIG. Secondly, a small amount of protein solution was stored in contact with alkaline buffer at various times and then validated by attempting to spin fibers from this solution. In this second method, a general type biomimetic spinning device described in WO 01/38614 was used. The teachings of this publication are incorporated herein by reference. According to the test using this biomimetic spinning device, the protein 20 stored in contact with the steam-saturated atmosphere from the 1M ammonium hydroxide solution is still spun after 1 week. It was found that can be formed. The addition of sodium azide to protein 20 can increase this storage time.

この装置および方法は、天然および組換えタンパク質の貯蔵に使用できるだけでなく、フィブロインおよびスピドロインの再生溶液の貯蔵にも用いることができる。これらの溶液は、これらのタンパク質から作られた絹糸類をカオトロピック(水素結合切断)剤を含有する適切な溶液に溶かすことによって調製されたものである。こうしたカオトロピック剤の一例は、飽和臭化リチウムと無水エタノールの50:50v/v混合物である。   This apparatus and method can be used not only for storage of natural and recombinant proteins, but also for storage of regenerated solutions of fibroin and spidroin. These solutions have been prepared by dissolving silks made from these proteins in a suitable solution containing a chaotropic agent. An example of such a chaotropic agent is a 50:50 v / v mixture of saturated lithium bromide and absolute ethanol.

貯蔵時間の延長
以下の実施例では、Bombyx moriの絹糸腺から得られたカイコタンパク質を含むタンパク質溶液、再生Bombyx moriフィブロイン溶液、またはNephilaクモの主管足瓶嚢腺から得られた高濃度スピロドイン溶液について、貯蔵時間を延長した。
In the following examples, a protein solution containing silkworm protein obtained from Bombyx mori silk gland, a regenerated Bombyx mori fibroin solution, or a high concentration spirodoin solution obtained from a Nephila spider's main limb sac gland , Extended storage time.

第1のステップでは、タンパク質溶液を透析バッグ(MWCO5〜8kDa)に移し、20%w/vのPEG(MW15〜20kDa)および0.1mMの酢酸アンモニウム緩衝液を含有するpH7.8の溶液への4℃5時間の逆透析によって濃縮した。   In the first step, the protein solution is transferred to a dialysis bag (MWCO 5-8 kDa) into a pH 7.8 solution containing 20% w / v PEG (MW 15-20 kDa) and 0.1 mM ammonium acetate buffer. Concentrated by reverse dialysis at 4 ° C for 5 hours.

500mMの塩化カルシウム溶液および0.1mMの酢酸アンモニウム緩衝液を含有するpH7.8の溶液を用いた4℃1時間の透析によって、タンパク質をゲル化させる。細菌の成長を防止するために、アジ化ナトリウムを、最終濃度が0.001mMになるように透析液に添加することができる。   The protein is gelled by dialysis at 500C calcium chloride solution and 0.1 mM ammonium acetate buffer at pH 7.8 for 1 hour at 4 ° C. To prevent bacterial growth, sodium azide can be added to the dialysate to a final concentration of 0.001 mM.

得られたゲルは4℃で少なくとも4週間貯蔵することができる。   The resulting gel can be stored at 4 ° C. for at least 4 weeks.

得られたゲルは、目的物を押出成形または別の方法で成形する前に、蒸留水または100mMのエチレンジアミン四酢酸水溶液に対する透析によってゾルに再変換することができる。   The resulting gel can be reconverted to a sol by dialysis against distilled water or 100 mM aqueous ethylenediaminetetraacetic acid before the target is extruded or otherwise shaped.

Bombyx moriカイコにおける紡糸前に、フィブロインがゲルとして貯蔵されていることの実証
Bombyx moriカイコの絹糸腺の後部、中部、および前部の後方(腺)におけるフィブロインの状態を、カイコの発達の様々な段階で、双眼顕微鏡下で解剖することによって評価した。カイコから手早く取り出された腺を、カイコのリンゲル液(pH7.8)に移して観察した。腺の内腔にある物質は、繭の紡糸が開始される2〜3日前の終齢まで、すべての段階で初めはゾルとして存在し、その後は繭紡糸の初期段階まで、およびこの紡糸中、ゲルとして貯蔵されるように見える。管(前部の前部分)を断面で切断し、フィブロインのドープが流出するかどうかを観察することによって、紡糸の直前および紡糸中、この部分でフィブロインはゾルとして存在することが実証された。一旦紡糸が開始されると、紡糸中絹糸腺の大きさが小さくなるに連れて、ゾルの形成が絹のドープ中を次第に後方に伝播するように見える。これは、絹の安定な貯蔵にはゲルの形成が不可欠であり、絹のドープが管を流れて紡糸されるにはゾルの形成が不可欠であったことを実証している。
Demonstration that fibroin is stored as a gel before spinning in Bombyx mori silkworms Fibroin status in the posterior, middle, and posterior (gland) silk glands of Bombyx mori silkworms Stages were evaluated by dissection under a binocular microscope. Glands that were quickly removed from silkworms were transferred to silkworm Ringer's solution (pH 7.8) and observed. The material in the lumen of the gland is initially present as a sol at all stages until the end of 2-3 days before the start of spun spinning, and then until the initial stage of sputum spinning, and during this spinning, It appears to be stored as a gel. By cutting the tube (front part of the front part) in cross-section and observing whether the fibroin dope flows out, it was demonstrated that fibroin was present as a sol in this part immediately before and during spinning. Once spinning has begun, it appears that the sol formation gradually propagates back through the silk dope as the size of the silk gland during spinning decreases. This demonstrates that gel formation was essential for the stable storage of silk and that sol formation was essential for the silk dope to flow through the tube and be spun.

貯蔵された天然フィブロインのゾル/ゲル状態に対するカルシウムイオン添加および除去の効果
腺の中部の貯留内容物を、濃アンモニア溶液または酢酸でpH7.8に調整した、10mMのアジ化ナトリウムと100mMのEDTAを含有する100mMの酢酸アンモニウム緩衝液1mlで希釈することによって、フィブロイン・ドープの溶液を得た。この溶液は、このフィブロイン・ドープ溶液1容量に対して1Mの塩化カルシウム1容量を添加することによって、あるいは500nMの塩化カルシウム水溶液に対する透析によって、急速にゲル化させることができた。このタンパク質は、蒸留水または100mMの酢酸アンモニウム緩衝液(pH7.8)に対する透析によって、あるいはより急速には500mMのEDTAを含有する100mMの酢酸アンモニウム緩衝液(pH7.8)に対する透析によって、ゾル状態に戻すことができた。これは、カルシウムイオンの添加によってゾル/ゲル転移を誘起することができること、ならびにカルシウムイオンを除去することによってゲルを再度ゾル状態に戻すことができることを示している。カルシウムが誘起するこの転移は、ゲル状態に何日も、実際上何週間も貯蔵した後でも可逆的であった。
Effect of calcium ion addition and removal on the sol / gel state of stored natural fibroin 10 mg sodium azide and 100 mM EDTA adjusted to pH 7.8 with concentrated ammonia solution or acetic acid in the central gland content of the gland A solution of fibroin dope was obtained by dilution with 1 ml of 100 mM ammonium acetate buffer. This solution could be rapidly gelled by adding 1 volume of 1 M calcium chloride to 1 volume of this fibroin dope solution or by dialysis against a 500 nM aqueous calcium chloride solution. The protein is solated by dialysis against distilled water or 100 mM ammonium acetate buffer (pH 7.8) or more rapidly by dialysis against 100 mM ammonium acetate buffer (pH 7.8) containing 500 mM EDTA. I was able to return to. This indicates that the addition of calcium ions can induce a sol / gel transition and that the gel can be returned to the sol state again by removing calcium ions. This calcium-induced transition was reversible even after storage in the gel state for days or practically weeks.

天然フィブロイン溶液の貯蔵に対するカルシウムイオン添加またはその除去の効果
濃縮フィブロイン溶液を調製し、実施例3に記載のように1Mの塩化カルシウムを添加することによってこれをゲル化させた。カルシウムイオンの除去によってゾルに変えることができる状態にゲルを安定的に貯蔵できる時間の長さを試験した。これを行うために、様々な長さの時間4℃の状態に置いたゲルの試料を採取し、500mMのEDTAを含有する100mMの酢酸アンモニウム緩衝液(pH7.8)で直ちに透析した。これらの観察によれば、カルシウム−フィブロインのゲルを、少なくとも4週間貯蔵した後で、安全にゾルに転移させることができることが分かった。これに対して、カルシウムイオンがない状態で形成されたゾルは、4℃で5〜8日しか貯蔵することができず、その後は、さらにEDTAを添加した場合でもゾルに変換できない重合物質を形成した。同様な結果は、デガミングした絹糸を9.6Mの臭化リチウムに溶かし、得られた溶液を低分子量カットの透析バッグ(Spectropor 10KDa)に入れて、100mMのリチウム、20%w/vのポリエチレングリコール(公称分子量15KDa)を含有する溶液に対して透析することによって調製した再生絹溶液を用いても得られた。しかし、この溶液にカルシウムイオンを上述のように添加することによって調製されたゲルは、天然フィブロインをゲル化することによって得られたものより著しく剛性が低かった。
Effect of calcium ion addition or removal on storage of natural fibroin solution A concentrated fibroin solution was prepared and gelled by adding 1 M calcium chloride as described in Example 3. The length of time that the gel could be stably stored in a state that could be converted to a sol by removal of calcium ions was tested. To do this, samples of gels placed at 4 ° C. for various lengths of time were taken and immediately dialyzed against 100 mM ammonium acetate buffer (pH 7.8) containing 500 mM EDTA. These observations show that the calcium-fibroin gel can be safely transferred to the sol after storage for at least 4 weeks. In contrast, a sol formed in the absence of calcium ions can only be stored at 4 ° C. for 5-8 days, and then forms a polymeric material that cannot be converted to a sol even when EDTA is added. did. Similar results were obtained by dissolving degammed silk in 9.6 M lithium bromide and placing the resulting solution in a low molecular weight cut dialysis bag (Spectropoor 10 KDa), 100 mM lithium, 20% w / v polyethylene glycol. It was also obtained using a regenerated silk solution prepared by dialysis against a solution containing (nominal molecular weight 15 KDa). However, the gel prepared by adding calcium ions to the solution as described above was significantly less rigid than that obtained by gelling natural fibroin.

タンパク質の貯蔵に適した装置の第1の実施形態の概略図を示す。1 shows a schematic diagram of a first embodiment of an apparatus suitable for protein storage. FIG. タンパク質の貯蔵に適した装置の第2の実施形態の概略図を示す。Figure 2 shows a schematic view of a second embodiment of an apparatus suitable for protein storage. 高濃度の自然フィブロイン溶液の貯蔵回数に対する、アルカリ性緩衝液およびアジ化ナトリウムの効果の結果を示す図である。FIG. 3 shows the results of the effects of alkaline buffer and sodium azide on the number of storages of high concentration natural fibroin solution.

Claims (32)

タンパク質(20)を貯蔵する第1の区画(30)と、アルカリ性緩衝液(50)を貯蔵する第2の区画(40)とを備えたタンパク質(20)貯蔵装置であって、前記第2の区画(40)が前記第1の区画(30)と流体で連絡されている貯蔵装置。   A protein (20) storage device comprising a first compartment (30) for storing protein (20) and a second compartment (40) for storing alkaline buffer (50), wherein said second compartment A storage device wherein the compartment (40) is in fluid communication with the first compartment (30). 前記アルカリ性緩衝液(50)がカルシウムイオンを含有する、請求項1に記載の装置。   The apparatus according to claim 1, wherein the alkaline buffer (50) contains calcium ions. 前記アルカリ性緩衝液(50)が、アンモニア溶液、酢酸アンモニウム、ギ酸アンモニウム、トリス/HCl、HEPES、PIPES、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、またはこれらの混合物を含むアルカリ性緩衝液の群から選択される、請求項1または2に記載の装置。   The alkaline buffer (50) is an alkaline buffer comprising an ammonia solution, ammonium acetate, ammonium formate, Tris / HCl, HEPES, PIPES, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium phosphate, potassium phosphate, or mixtures thereof. The device according to claim 1 or 2, selected from the group. 前記アルカリ性緩衝液(50)が50〜700mMのカルシウムイオンを含有する、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の装置。   The device according to any one of the preceding claims, wherein the alkaline buffer (50) contains 50-700 mM calcium ions. 前記アルカリ性緩衝液(50)がアジ化ナトリウムも含有する、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の装置。   A device according to any one of the preceding claims, wherein the alkaline buffer (50) also contains sodium azide. 第1の区画(30)の内壁面の少なくとも一部は、表面エネルギーの低い材料で形成されているか、または前記材料が塗布されている、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の装置。   The device according to any one of claims 1 to 5, wherein at least a part of the inner wall surface of the first compartment (30) is made of or coated with a material having a low surface energy. . 前記アルカリ性緩衝液(50)がガス状である、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の装置。   The device according to any one of the preceding claims, wherein the alkaline buffer (50) is gaseous. 前記アルカリ性緩衝液(50)が透析膜(60)によって前記タンパク質(20)から分離されている、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の装置。   The device according to any one of the preceding claims, wherein the alkaline buffer (50) is separated from the protein (20) by a dialysis membrane (60). 前記タンパク質(20)をアルカリ性溶液と混合する、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の装置。   The device according to any one of the preceding claims, wherein the protein (20) is mixed with an alkaline solution. 前記タンパク質(20)を少なくとも1種のアルカリ性緩衝塩と混合する、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の装置。   10. Apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the protein (20) is mixed with at least one alkaline buffer salt. 前記少なくとも1種のアルカリ性緩衝塩が、アジ化ナトリウム、フェニルチオ尿素、シアン化ナトリウム、またはシアン化カリウムも含有する、請求項10に記載の装置。   The apparatus of claim 10, wherein the at least one alkaline buffer salt also contains sodium azide, phenylthiourea, sodium cyanide, or potassium cyanide. 前記アルカリ性溶液が、pHが7.4より高い、0.1Mの水酸化アンモニウム、酢酸アンモニウム、ギ酸アンモニウム、クエン酸アンモニウム、トリス/HCl、PIPES、HEPES、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウムの緩衝液、またはこれら緩衝液の混合物である、請求項9乃至11のいずれか一項に記載の装置。   The alkaline solution has a pH higher than 7.4, 0.1M ammonium hydroxide, ammonium acetate, ammonium formate, ammonium citrate, Tris / HCl, PIPES, HEPES, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium phosphate, phosphorus 12. The device according to any one of claims 9 to 11, which is a potassium acid buffer or a mixture of these buffers. 前記アルカリ性緩衝液(50)のpHが7.4より高い、請求項1乃至13のいずれか1項に記載の装置。   The device according to any one of the preceding claims, wherein the pH of the alkaline buffer (50) is higher than 7.4. 前記アルカリ性緩衝液(50)または混合緩衝液の濃度が0.025M以上である、請求項1乃至13のいずれか1項に記載の装置。   The device according to any one of claims 1 to 13, wherein the concentration of the alkaline buffer (50) or the mixed buffer is 0.025M or more. 前記タンパク質(20)が、天然タンパク質、再生タンパク質もしくは組換えタンパク質、天然タンパク質の混合物、再生タンパク質の混合物または組換えタンパク質の混合物である、請求項1乃至14のいずれか1項に記載の装置。   15. Apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the protein (20) is a natural protein, a regenerated protein or a recombinant protein, a mixture of natural proteins, a mixture of regenerated proteins or a mixture of recombinant proteins. 前記タンパク質(20)がフィブロインもしくはスピドロイン、またはその相当物である、請求項1乃至15のいずれか1項に記載の装置。   16. A device according to any one of the preceding claims, wherein the protein (20) is fibroin or spidroin, or an equivalent thereof. 前記タンパク質(20)が、帯電した基を含み、かつ化学合成または遺伝子工学で調製された、反復両親媒性ブロック共重合体タンパク質またはタンパク質類似物である、請求項1乃至16のいずれか1項に記載の装置。   17. The protein (20) according to any one of claims 1 to 16, wherein the protein (20) is a repetitive amphiphilic block copolymer protein or protein analogue comprising a charged group and prepared by chemical synthesis or genetic engineering. The device described in 1. タンパク質を第1の貯蔵区画(30)に配置する第1のステップと、
前記タンパク質(20)をアルカリ性緩衝液(50)に曝露する第2のステップと、
前記第1の貯蔵区画(30)において前記タンパク質(20)をアルカリ性雰囲気に保持する第3のステップと
を含む、タンパク質(20)貯蔵方法。
Placing the protein in the first storage compartment (30);
A second step of exposing said protein (20) to alkaline buffer (50);
A protein (20) storage method comprising: a third step of maintaining the protein (20) in an alkaline atmosphere in the first storage compartment (30).
前記第1の貯蔵区画(30)において前記タンパク質(20)を保持する時間が少なくとも1分である、請求項18に記載の方法。   19. The method of claim 18, wherein the time for retaining the protein (20) in the first storage compartment (30) is at least 1 minute. 前記アルカリ性緩衝液(50)がカルシウムイオンを含有する、請求項18または19に記載の方法。   20. A method according to claim 18 or 19, wherein the alkaline buffer (50) contains calcium ions. 前記アルカリ性緩衝液(50)が、アンモニア溶液、酢酸アンモニウム、ギ酸アンモニウム、クエン酸アンモニウム、トリス/HCl、HEPES、PIPES、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、またはこれら緩衝液の混合物からなるアルカリ性緩衝液の群から選択される、請求項18乃至20のいずれか1項に記載の方法。   The alkaline buffer (50) is an ammonia solution, ammonium acetate, ammonium formate, ammonium citrate, Tris / HCl, HEPES, PIPES, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium phosphate, potassium phosphate, or a mixture of these buffers. 21. A method according to any one of claims 18 to 20 selected from the group of alkaline buffers consisting of 前記アルカリ性緩衝液が50〜700mMのカルシウムイオンを含有する、請求項18乃至21のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 18 to 21, wherein the alkaline buffer contains 50 to 700 mM of calcium ions. 前記アルカリ性緩衝液(50)がガス状である、請求項18乃至22のいずれか1項に記載の方法。   23. A method according to any one of claims 18 to 22, wherein the alkaline buffer (50) is gaseous. 少なくとも1種のアルカリ性緩衝塩を前記タンパク質(20)に加える、請求項18乃至23のいずれか1項に記載の方法。   24. A method according to any one of claims 18 to 23, wherein at least one alkaline buffer salt is added to the protein (20). 前記アルカリ性緩衝塩が、アジ化ナトリウム、フェニルチオ尿素、シアン化ナトリウム、またはシアン化カリウムも含有する、請求項24に記載の方法。   25. The method of claim 24, wherein the alkaline buffer salt also contains sodium azide, phenylthiourea, sodium cyanide, or potassium cyanide. 前記アルカリ性緩衝液(50)が透析膜(60)によって前記タンパク質から分離されている、請求項18乃至25のいずれか1項に記載の方法。   26. A method according to any one of claims 18 to 25, wherein the alkaline buffer (50) is separated from the protein by a dialysis membrane (60). 前記アルカリ性緩衝液(50)のpHが7.4より高い、請求項18乃至26のいずれか1項に記載の方法。   27. A method according to any one of claims 18 to 26, wherein the pH of the alkaline buffer (50) is higher than 7.4. 前記タンパク質(20)を、貯蔵前にアルカリ性溶液(50)と混合する、請求項18乃至27のいずれか1項に記載の方法。   28. A method according to any one of claims 18 to 27, wherein the protein (20) is mixed with an alkaline solution (50) prior to storage. 前記アルカリ性緩衝液(50)または混合緩衝液の濃度が0.025M以上である、請求項18乃至28のいずれか1項に記載の方法。   29. A method according to any one of claims 18 to 28, wherein the concentration of the alkaline buffer (50) or the mixed buffer is 0.025M or more. 前記タンパク質(20)が、天然タンパク質、再生タンパク質もしくは組換えタンパク質、天然タンパク質の混合物、再生タンパク質の混合物または組換えタンパク質の混合物である、請求項18乃至29のいずれか1項に記載の方法。   30. A method according to any one of claims 18 to 29, wherein the protein (20) is a natural protein, a regenerated protein or a recombinant protein, a mixture of natural proteins, a mixture of regenerated proteins or a mixture of recombinant proteins. 前記タンパク質(20)がフィブロインもしくはスピドロイン、またはその相当物である、請求項18乃至30のいずれか1項に記載の方法。   31. A method according to any one of claims 18 to 30, wherein the protein (20) is fibroin or spidroin, or an equivalent thereof. 前記タンパク質(20)が、帯電した基を含み、かつ化学合成または遺伝子工学で調製された、反復両親媒性ブロック共重合体タンパク質またはタンパク質類似物である、請求項18乃至31のいずれか1項に記載の方法。

32. Any one of claims 18-31, wherein the protein (20) is a repetitive amphiphilic block copolymer protein or protein analogue comprising a charged group and prepared by chemical synthesis or genetic engineering. The method described in 1.

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017170082A (en) * 2016-03-25 2017-09-28 優一郎 新崎 Brush bristle material and brush

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7148343B2 (en) * 2001-10-12 2006-12-12 Gentra Systems, Inc. Compositions and methods for using a solid support to purify RNA
KR20070097430A (en) 2004-11-05 2007-10-04 퀴아젠 노쓰 아메리칸 홀딩즈, 인크. Compositions and methods for purifying nucleic acids from stabilization reagents
GB0807868D0 (en) * 2008-04-30 2008-06-04 Knight David P Cartilage repair material and a method for the preparation thereof
WO2012145594A2 (en) * 2011-04-20 2012-10-26 Trustees Of Tufts College Molded regenerated silk geometries using temperature control and mechanical processing
US11142553B2 (en) 2016-11-29 2021-10-12 Spiber Inc. Protein composition, method for producing same and method for improving heat stability

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08295697A (en) * 1995-04-26 1996-11-12 Kanebo Ltd Production of aqueous solution of silk fibroin at high concentration
JP4194291B2 (en) * 2001-04-17 2008-12-10 興和株式会社 Process for producing undegraded silk fibroin aqueous solution and skin care agent containing the same
GB0126118D0 (en) * 2001-10-31 2002-01-02 Vollrath Friedrich W L Precursor feedstock for forming filaments

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017170082A (en) * 2016-03-25 2017-09-28 優一郎 新崎 Brush bristle material and brush

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