JP2020020070A - Protein fiber and method for manufacturing the same - Google Patents

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翔太 冨樫
Shota TOGASHI
翔太 冨樫
佑之介 安部
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佑之介 安部
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Abstract

To provide a novel artificial protein fiber that can easily adjust desired physical properties (strength and elongation, for example).SOLUTION: A composite fiber includes a first part including modified fibroin and a second part including structural protein that are linked in the fiber axis direction.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、タンパク質繊維及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a protein fiber and a method for producing the same.

シルクやウール等の天然タンパク質繊維は、優れた肌触り性や保温性を有する等の特徴を活かして、衣類や寝具等の材料に広く用いられている。天然タンパク質繊維は、生分解性を有しており、環境保全意識の高まりに応じて、より広い用途への需要が見込まれているが、強度や伸度等の物性を人為的に制御することができないという欠点がある。   BACKGROUND ART Natural protein fibers such as silk and wool are widely used in materials such as clothing and bedding, taking advantage of their features such as excellent feel and heat retention. Natural protein fiber is biodegradable, and demand for a wider range of applications is expected in response to increasing awareness of environmental conservation.However, it is necessary to artificially control physical properties such as strength and elongation. There is a drawback that you can not.

近年、フィブロインを改変してなる改変フィブロインから製造される人造タンパク質繊維の実用化に向けた研究が盛んに行われている(例えば、特許文献1参照)。このような人造タンパク質繊維は、他のタンパク質繊維よりも高強度且つ高伸度であり、衣類への応用だけでなく、工業用材料や医療用材料等の様々な分野での応用が期待されている。   In recent years, researches for practical use of artificial protein fibers produced from modified fibroin obtained by modifying fibroin have been actively conducted (for example, see Patent Document 1). Such artificial protein fibers have higher strength and higher elongation than other protein fibers, and are expected to be applied not only to clothing but also to various fields such as industrial materials and medical materials. I have.

特許第5540154号公報Japanese Patent No. 5540154

しかしながら、このような人造タンパク質繊維であっても、所望の強度及び伸度に調整することは容易ではなかった。   However, even with such artificial protein fibers, it was not easy to adjust the strength and elongation to desired values.

そこで、本発明の目的は、所望の物性(例えば、強度及び伸度)を容易に調整可能な新たな人造タンパク質繊維を提供することである。本発明の目的はまた、そのようなタンパク質繊維の製造方法を提供することでもある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a new artificial protein fiber capable of easily adjusting desired physical properties (for example, strength and elongation). It is also an object of the present invention to provide a method for producing such a protein fiber.

本発明は、以下の[1]〜[10]を提供する。
[1]
改変フィブロインを含む第1の部分と、構造タンパク質を含む第2の部分と、が繊維軸方向に接合している、複合繊維。
[2]
構造タンパク質が、絹フィブロイン、クモ糸フィブロイン、及びケラチンからなる群より選ばれる少なくとも1種である、[1]に記載の複合繊維。
[3]
第1の部分の太さと第2の部分の太さが互いに異なる、[1]又は[2]に記載の複合繊維。
[4]
第1の部分の断面形状と第2の部分の断面形状が互いに異なる、[1]〜[3]のいずれかに記載の複合繊維。
[5]
改変フィブロイン及び溶媒を含む第1のドープ液、並びに、構造タンパク質及び溶媒を含む第2のドープ液を用意する工程と、
第1のドープ液及び第2のドープ液のうちのいずれか一方のドープ液を第1の紡糸口金から吐出させる工程と、
吐出された前記ドープ液に連続するように、第2の紡糸口金から他方のドープ液を吐出させる工程と、
吐出された連続するドープ液を凝固液槽に入れて、前記改変フィブロインを含む第1の部分及び前記構造タンパク質を含む第2の部分が繊維軸方向に接合した繊維を得る工程と、
を含む、複合繊維の製造方法。
[6]
構造タンパク質が、絹フィブロイン、クモ糸フィブロイン、コラーゲン、レシリン、エラスチン、及びケラチンからなる群より選ばれる少なくとも1種である、[5]に記載の複合繊維の製造方法。
[7]
第1の紡糸口金の吐出孔の直径と第2の紡糸口金の吐出孔の直径とが、互いに異なる、[5]又は[6]に記載の複合繊維の製造方法。
[8]
第1の紡糸口金の吐出孔の形状と第2の紡糸口金の吐出孔の形状とが、互いに異なる、[5]〜[7]のいずれかに記載の複合繊維の製造方法。
[9]
第1の部分と、第2の部分とが繊維軸方向に接合している複合繊維であって、
第1の部分で繊維軸方向と直交する面で切断した場合に、断面積の95%以上が改変フィブロインを含む部位からなり、断面積の5%以下が構造タンパク質を含む部位からなり、
第2の部分で繊維軸方向と直交する面で切断した場合に、断面積の95%以上が構造タンパク質を含む部位からなり、断面積の5%以下が改変フィブロインを含む部位からなる、複合繊維。
[10]
構造タンパク質が、絹フィブロイン、クモ糸フィブロイン、及びケラチンからなる群より選ばれる少なくとも1種である、[9]に記載の複合繊維。
The present invention provides the following [1] to [10].
[1]
A composite fiber in which a first portion containing a modified fibroin and a second portion containing a structural protein are joined in the fiber axis direction.
[2]
The composite fiber according to [1], wherein the structural protein is at least one selected from the group consisting of silk fibroin, spider silk fibroin, and keratin.
[3]
The composite fiber according to [1] or [2], wherein the thickness of the first portion and the thickness of the second portion are different from each other.
[4]
The conjugate fiber according to any one of [1] to [3], wherein a cross-sectional shape of the first portion and a cross-sectional shape of the second portion are different from each other.
[5]
Preparing a first dope containing the modified fibroin and the solvent, and a second dope containing the structural protein and the solvent;
Discharging one of the first dope solution and the second dope solution from the first spinneret;
Discharging the other dope liquid from the second spinneret so as to be continuous with the discharged dope liquid;
A step of putting the discharged continuous dope solution into a coagulation solution tank to obtain a fiber in which the first portion containing the modified fibroin and the second portion containing the structural protein are bonded in the fiber axis direction,
A method for producing a composite fiber, comprising:
[6]
The method according to [5], wherein the structural protein is at least one selected from the group consisting of silk fibroin, spider silk fibroin, collagen, resilin, elastin, and keratin.
[7]
The method for producing a conjugate fiber according to [5] or [6], wherein the diameter of the discharge hole of the first spinneret and the diameter of the discharge hole of the second spinneret are different from each other.
[8]
The method for producing a conjugate fiber according to any one of [5] to [7], wherein the shape of the discharge hole of the first spinneret and the shape of the discharge hole of the second spinneret are different from each other.
[9]
A composite fiber in which a first portion and a second portion are joined in a fiber axis direction,
When cut in a plane perpendicular to the fiber axis direction in the first portion, 95% or more of the cross-sectional area is composed of a site containing a modified fibroin, and 5% or less of the cross-sectional area is composed of a site containing a structural protein,
When cut at a plane perpendicular to the fiber axis direction at the second portion, a composite fiber comprising 95% or more of the cross-sectional area is composed of a site containing a structural protein and 5% or less of the cross-sectional area is composed of a site containing a modified fibroin. .
[10]
The composite fiber according to [9], wherein the structural protein is at least one selected from the group consisting of silk fibroin, spider silk fibroin, and keratin.

本発明によれば、所望の物性(例えば、強度及び伸度)や所望の特性(例えば、水収縮性や捲縮性)を容易に調整可能な新たな人造タンパク質繊維を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a new artificial protein fiber capable of easily adjusting desired physical properties (for example, strength and elongation) and desired properties (for example, water shrinkability and crimpability).

改変フィブロインのドメイン配列を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the domain sequence of a modified fibroin. 天然由来のフィブロインのz/w(%)の値の分布を示す図である。It is a figure which shows the distribution of the value of z / w (%) of the fibroin derived from nature. 天然由来のフィブロインのx/y(%)の値の分布を示す図である。It is a figure which shows the distribution of the value of x / y (%) of fibroin derived from nature. 一実施形態に係る改変フィブロインのドメイン配列を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a domain sequence of a modified fibroin according to one embodiment. 一実施形態に係る改変フィブロインのドメイン配列を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a domain sequence of a modified fibroin according to one embodiment. 複合繊維を製造するための紡糸装置の一例を概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows roughly an example of the spinning apparatus for manufacturing a conjugate fiber. 複合繊維を製造するための紡糸装置の一例を概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows roughly an example of the spinning apparatus for manufacturing a conjugate fiber. 複合繊維を製造するための紡糸装置の一例を概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows roughly an example of the spinning apparatus for manufacturing a conjugate fiber. 本発明の一実施形態に係る複合繊維の模式図である。It is a schematic diagram of the conjugate fiber concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る複合繊維の模式図である。It is a schematic diagram of the conjugate fiber concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る複合繊維の模式図である。It is a schematic diagram of the conjugate fiber concerning one embodiment of the present invention.

以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments.

本発明の第一実施形態に係る複合繊維は、改変フィブロインを含む第1の部分と、構造タンパク質を含む第2の部分と、が繊維軸(複合繊維の中心軸線)方向に接合して1本の繊維を形成している。すなわち、本実施形態に係る複合繊維には、改変フィブロインを含む繊維が備える物性や特性(機能)等を発揮する第1の部分と、構造タンパク質を含む繊維が備える物性や特性(機能)を発揮する第2の部分とが繊維軸方向に並んで存在する。これにより、本実施形態に係る複合繊維においては、改変フィブロイン繊維由来と構造タンパク質繊維由来の物性や特性とを兼ね備えた物性や特性、或いは改変フィブロイン繊維由来の物性や特性と構造タンパク質繊維由来の物性や特性とが融合した如き新たな物性や特性等が発揮され得る。また、かかる複合繊維では、例えば、第1の部分と第2の部分のそれぞれの長さを調節したり、或いはそれら各部分を構成する改変フィブロインや構造タンパク質の種類等を変更したり適宜に組み合わせたりすることで、複合繊維全体の物性や特性を任意にコントロールすることができる。加えて、本実施形態に係る複合繊維では、第2の部分が第1の部分と同様な改変フィブロインを含む場合にあっても、例えば、第1の部分と第2の部分の太さや断面形状等が互いに異なるように構成されることで、全長において同一の太さや同じ断面形状を有する改変フィブロイン繊維では得られない物性や特性が発揮される。また、太さや断面形状等を適宜に調節することで、物性や特性が任意にコントロールされ得る。   In the conjugate fiber according to the first embodiment of the present invention, the first part containing the modified fibroin and the second part containing the structural protein are joined in the direction of the fiber axis (the central axis of the conjugate fiber) to form one fiber. The fibers are formed. That is, the conjugate fiber according to the present embodiment exhibits the first portion exhibiting the physical properties and properties (functions) of the fiber containing the modified fibroin, and the physical properties and properties (function) of the fiber containing the structural protein. And a second portion are arranged side by side in the fiber axis direction. Thereby, in the composite fiber according to the present embodiment, the physical properties and characteristics having both the properties and properties derived from the modified fibroin fiber and the structural protein fiber, or the physical properties and properties derived from the modified fibroin fiber and the physical properties derived from the structural protein fiber New physical properties and characteristics, such as a fusion of properties and properties, can be exhibited. Further, in such a conjugate fiber, for example, the length of each of the first portion and the second portion is adjusted, or the type of the modified fibroin or the structural protein constituting each portion is changed or appropriately combined. By doing so, the physical properties and characteristics of the entire conjugate fiber can be arbitrarily controlled. In addition, in the conjugate fiber according to the present embodiment, even when the second portion contains the same modified fibroin as the first portion, for example, the thickness and the cross-sectional shape of the first portion and the second portion When the modified fibroin fibers have the same thickness and the same cross-sectional shape over the entire length, physical properties and characteristics that cannot be obtained are exhibited. In addition, physical properties and characteristics can be arbitrarily controlled by appropriately adjusting the thickness and the cross-sectional shape.

このような複合繊維は、例えば、(i)[第1の部分]−[第2の部分]、(ii)[第1の部分]−[第2の部分]−[第1の部分]、(iii)[第2の部分]−[第1の部分]−[第2の部分]というパターンが、1回だけ若しくは複数回繰り返される状態で接合されていてもよい。即ち、本実施形態に係る複合繊維では、第1の部分と第2の部分とが一つずつ存在するだけでもよいし、或いはそれら第1の部分と第2の部分のうちの少なくとも一方が複数存在していてもよい。   Such composite fibers include, for example, (i) [first portion]-[second portion], (ii) [first portion]-[second portion]-[first portion], (Iii) The pattern [second part]-[first part]-[second part] may be joined in a state where it is repeated only once or plural times. That is, in the conjugate fiber according to the present embodiment, only one first portion and one second portion may be present, or at least one of the first portion and the second portion may be plural. May be present.

本実施形態に係る複合繊維では、第1の部分が複数存在する場合、各第1の部分が互いに異なる改変フィブロインを含んでいてもよい。また、第2の部分が複数存在する場合には、各第2の部分が互いに異なる構造タンパク質を含んでいてもよい。このような複合繊維は、例えば、(iv)[第1の部分A]−[第2の部分]−[第1の部分B]、(v)[第1の部分A]−[第1の部分B]−[第2の部分]等のパターンで接合されていてもよい。   In the conjugate fiber according to the present embodiment, when there are a plurality of first portions, each first portion may contain modified fibroin different from each other. When there are a plurality of second portions, each second portion may contain a different structural protein. Such conjugate fibers include, for example, (iv) [first portion A]-[second portion]-[first portion B], (v) [first portion A]-[first portion]. It may be joined in a pattern such as [part B]-[second part].

本実施形態に係る複合繊維の第1の部分に含まれる改変フィブロインは、後述する水性媒体と接触させることにより収縮する性質(以下、「水収縮性」ともいう。)を有していてもよい。   The modified fibroin contained in the first portion of the conjugate fiber according to the present embodiment may have a property of contracting when brought into contact with an aqueous medium described below (hereinafter, also referred to as “water shrinkability”). .

(改変フィブロイン)
改変フィブロインは、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含むタンパク質である。改変フィブロインは、ドメイン配列のN末端側及びC末端側のいずれか一方又は両方に更にアミノ酸配列(N末端配列及びC末端配列)が付加されていてもよい。N末端配列及びC末端配列は、これに限定されるものではないが、典型的には、フィブロインに特徴的なアミノ酸モチーフの反復を有さない領域であり、100残基程度のアミノ酸からなる。
(Modified fibroin)
The modified fibroin is a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m . The modified fibroin may further have an amino acid sequence (N-terminal sequence and C-terminal sequence) added to one or both of the N-terminal side and the C-terminal side of the domain sequence. The N-terminal sequence and the C-terminal sequence are, but not limited to, typically a region having no repeat of the amino acid motif characteristic of fibroin, and are composed of about 100 amino acids.

本明細書において「改変フィブロイン」とは、人為的に製造されたフィブロイン(人造フィブロイン)を意味する。改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列とは異なるフィブロインであってもよく、天然由来のフィブロインとアミノ酸配列と同一であるフィブロインであってもよい。本明細書でいう「天然由来のフィブロイン」もまた、式1:[(A)モチーフ−REP]又は式2:[(A)モチーフ−REP]−(A)モチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。 As used herein, the term “modified fibroin” means artificially produced fibroin (artificial fibroin). The modified fibroin may be a fibroin whose domain sequence is different from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin, or may be the same as the amino acid sequence of naturally occurring fibroin. The term “naturally-derived fibroin” as used herein is also represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m- (A) n motif. Is a protein containing a domain sequence.

「改変フィブロイン」は、本発明で特定されるアミノ酸配列を有するものであれば、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列をそのまま利用したものであってもよく、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列に依拠してそのアミノ酸配列を改変したもの(例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列を改変することによりアミノ酸配列を改変したもの)であってもよく、また天然由来のフィブロインに依らず人工的に設計及び合成したもの(例えば、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより所望のアミノ酸配列を有するもの)であってもよい。   `` Modified fibroin '' may be one using the amino acid sequence of naturally occurring fibroin as long as it has the amino acid sequence specified in the present invention, depending on the amino acid sequence of naturally occurring fibroin. The amino acid sequence may be modified (for example, the amino acid sequence is modified by modifying the gene sequence of a cloned naturally-derived fibroin), or may be artificially designed and used without depending on the naturally-derived fibroin. It may be a synthesized one (for example, one having a desired amino acid sequence by chemically synthesizing a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence).

本明細書において「ドメイン配列」とは、フィブロイン特有の結晶領域(典型的には、アミノ酸配列の(A)モチーフに相当する。)と非晶領域(典型的には、アミノ酸配列のREPに相当する。)を生じるアミノ酸配列であり、式1:[(A)モチーフ−REP]又は式2:[(A)モチーフ−REP]−(A)モチーフで表されるアミノ酸配列を意味する。ここで、(A)モチーフは、アラニン残基を主とするアミノ酸配列を示し、アミノ酸残基数は2〜27である。(A)モチーフのアミノ酸残基数は、2〜20、4〜27、4〜20、8〜20、10〜20、4〜16、8〜16、又は10〜16の整数であってよい。また、(A)モチーフ中の全アミノ酸残基数に対するアラニン残基数の割合は40%以上であればよく、60%以上、70%以上、80%以上、83%以上、85%以上、86%以上、90%以上、95%以上、又は100%(アラニン残基のみで構成されることを意味する。)であってもよい。ドメイン配列中に複数存在する(A)モチーフは、少なくとも7つがアラニン残基のみで構成されてもよい。REPは2〜200アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示す。REPは、10〜200アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列であってもよい。mは2〜300の整数を示し、10〜300の整数であってもよい。複数存在する(A)モチーフは、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。複数存在するREPは、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。 As used herein, the term “domain sequence” refers to a crystalline region unique to fibroin (typically, corresponding to the (A) n motif of the amino acid sequence) and an amorphous region (typically, the REP of the amino acid sequence). The amino acid sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m- (A) n motif Means Here, the (A) n motif indicates an amino acid sequence mainly composed of alanine residues, and has 2 to 27 amino acid residues. (A) The number of amino acid residues of the n motif may be an integer of 2 to 20, 4 to 27, 4 to 20, 8 to 20, 10 to 20, 4 to 16, 8 to 16, or 10 to 16. . (A) The ratio of the number of alanine residues to the total number of amino acid residues in the n motif may be 40% or more, and is 60% or more, 70% or more, 80% or more, 83% or more, 85% or more, It may be 86% or more, 90% or more, 95% or more, or 100% (meaning that it is composed of only alanine residues). At least seven of the (A) n motifs present in the domain sequence may be composed of only alanine residues. REP indicates an amino acid sequence composed of 2 to 200 amino acid residues. REP may be an amino acid sequence composed of 10 to 200 amino acid residues. m represents an integer of 2 to 300, and may be an integer of 10 to 300. The plurality of (A) n motifs may have the same amino acid sequence or different amino acid sequences. A plurality of REPs may have the same amino acid sequence or different amino acid sequences.

改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列に対し、例えば、1又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び/又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変を行うことで得ることができる。アミノ酸残基の置換、欠失、挿入及び/又は付加は、部分特異的突然変異誘発法等の当業者に周知の方法により行うことができる。具体的には、Nucleic Acid Res.10,6487(1982)、Methods in Enzymology,100,448(1983)等の文献に記載されている方法に準じて行うことができる。   The modified fibroin is obtained by, for example, modifying the amino acid sequence corresponding to substitution, deletion, insertion and / or addition of one or more amino acid residues with respect to the cloned gene sequence of naturally occurring fibroin. Can be obtained at Substitution, deletion, insertion and / or addition of amino acid residues can be performed by methods well known to those skilled in the art, such as partial specific mutagenesis. Specifically, Nucleic Acid Res. 10, 6487 (1982), and Methods in Enzymology, 100, 448 (1983).

天然由来のフィブロインは、式1:[(A)モチーフ−REP]又は式2:[(A)モチーフ−REP]−(A)モチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質であり、具体的には、例えば、昆虫又はクモ類が産生するフィブロインが挙げられる。 A naturally derived fibroin is a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m- (A) n motif. Specific examples include fibroin produced by insects or spiders.

昆虫が産生するフィブロインとしては、例えば、ボンビックス・モリ(Bombyx mori)、クワコ(Bombyx mandarina)、天蚕(Antheraea yamamai)、柞蚕(Anteraea pernyi)、楓蚕(Eriogyna pyretorum)、蓖蚕(Pilosamia Cynthia ricini)、樗蚕(Samia cynthia)、栗虫(Caligura japonica)、チュッサー蚕(Antheraea mylitta)、ムガ蚕(Antheraea assama)等のカイコが産生する絹タンパク質、スズメバチ(Vespa simillima xanthoptera)の幼虫が吐出するホーネットシルクタンパク質が挙げられる。   Examples of the fibroin produced by insects include Bombyx mori, Bombyx mandarina, natural silkworm (Antheraea yamamai), tussah (Anterea perinai), and maple silkworm (Eriogania seriatum). ), Silkworms produced by silkworms (Samia cynthia), chestnut worms (Caligura japonica), tussah silkworms (Antheraea mylitta), silkworms (Antherea assama), etc., and silkworms produced by the silkworm larvae (Vespa serrata) produced by the silkworm larvae (Vespa serrata). Silk proteins.

昆虫が産生するフィブロインのより具体的な例としては、例えば、カイコ・フィブロインL鎖(GenBankアクセッション番号M76430(塩基配列)、AAA27840.1(アミノ酸配列))が挙げられる。   More specific examples of fibroin produced by insects include, for example, silkworm fibroin L chain (GenBank Accession No. M76430 (base sequence), AAA27840.1 (amino acid sequence)).

クモ類が産生するフィブロインとしては、例えば、オニグモ、ニワオニグモ、アカオニグモ、アオオニグモ及びマメオニグモ等のオニグモ属(Araneus属)に属するクモ、ヤマシロオニグモ、イエオニグモ、ドヨウオニグモ及びサツマノミダマシ等のヒメオニグモ属(Neoscona属)に属するクモ、コオニグモモドキ等のコオニグモモドキ属(Pronus属)に属するクモ、トリノフンダマシ及びオオトリノフンダマシ等のトリノフンダマシ属(Cyrtarachne属)に属するクモ、トゲグモ及びチブサトゲグモ等のトゲグモ属(Gasteracantha属)に属するクモ、マメイタイセキグモ及びムツトゲイセキグモ等のイセキグモ属(Ordgarius属)に属するクモ、コガネグモ、コガタコガネグモ及びナガコガネグモ等のコガネグモ属(Argiope属)に属するクモ、キジロオヒキグモ等のオヒキグモ属(Arachnura属)に属するクモ、ハツリグモ等のハツリグモ属(Acusilas属)に属するクモ、スズミグモ、キヌアミグモ及びハラビロスズミグモ等のスズミグモ属(Cytophora属)に属するクモ、ゲホウグモ等のゲホウグモ属(Poltys属)に属するクモ、ゴミグモ、ヨツデゴミグモ、マルゴミグモ及びカラスゴミグモ等のゴミグモ属(Cyclosa属)に属するクモ、及びヤマトカナエグモ等のカナエグモ属(Chorizopes属)に属するクモが産生するスパイダーシルクタンパク質、並びにアシナガグモ、ヤサガタアシナガグモ、ハラビロアシダカグモ及びウロコアシナガグモ等のアシナガグモ属(Tetragnatha属)に属するクモ、オオシロカネグモ、チュウガタシロカネグモ及びコシロカネグモ等のシロカネグモ属(Leucauge属)に属するクモ、ジョロウグモ及びオオジョロウグモ等のジョロウグモ属(Nephila属)に属するクモ、キンヨウグモ等のアズミグモ属(Menosira属)に属するクモ、ヒメアシナガグモ等のヒメアシナガグモ属(Dyschiriognatha属)に属するクモ、クロゴケグモ、セアカゴケグモ、ハイイロゴケグモ及びジュウサンボシゴケグモ等のゴケグモ属(Latrodectus属)に属するクモ、及びユープロステノプス属(Euprosthenops属)に属するクモ等のアシナガグモ科(Tetragnathidae科)に属するクモが産生するスパイダーシルクタンパク質が挙げられる。スパイダーシルクタンパク質としては、例えば、MaSp(MaSp1及びMaSp2)、ADF(ADF3及びADF4)等の牽引糸タンパク質、MiSp(MiSp1及びMiSp2)等が挙げられる。   Examples of the fibroin produced by the spiders include spiders belonging to the genus Araneus (genus Araneus) such as the spiders, the spiders, the red spider, the red spider, and the green spider; And spiders belonging to the genus Pronus, such as spiders belonging to the genus Prosperum, and spiders belonging to the genus Pronus, and spiders belonging to the genus Cynotarachne, such as the spiders belonging to the genus Cyrtarachne, such as Torinofundamashi and Otorinofundamashi. (Spiders belonging to the genus Gasteracantha), spiders belonging to the genus Ordarius, such as spiders belonging to the genus Oryx argentina, and spiders belonging to the genus Ordgarius; Spiders belonging to the genus Argiope (Argiope spp.), Such as the Argiope spider, spiders belonging to the genus Arachnula (Arachnura), such as the arachnid spider, spiders belonging to the genus Acusilas (such as the genus Acusilas), such as the spiders of the spider spider and the spider spider spiders, such as the spider spider, the spiders Spiders belonging to the genus Spider belonging to the genus Cytophora, such as spiders and spiders belonging to the genus (Potys), spiders belonging to the genus Poltys, spiders belonging to the spider, spiders spiders, spiders belonging to the genus Cyclosa, spiders belonging to the genus Cyclos sp. Spider silk proteins produced by spiders belonging to the genus Genus), as well as red-eared spiders such as Red-headed Spider, Pleurotus guttata, Halabiro-ashida-gugu and Urocore-Pinegrass Spiders belonging to the genus Tetragnatha, spiders belonging to the genus Tetragnatha, spiders belonging to the genus Nephla, such as spiders belonging to the genus Leucauge, such as spiders belonging to the genus Leucauge and spiders belonging to the genus Nephila, such as the spider Spiders belonging to the genus Dyschiriognatha such as spiders belonging to the genus Menosira and spiders belonging to the genus Dyschiriognatha, such as spiders belonging to the genus Dyschiriognatha, spiders belonging to the genus Latus sp. A spider produced by a spider belonging to the family Tetragnathidae, such as a spider belonging to the genus Prostenops. Pider silk protein. Examples of the spider silk protein include dragline proteins such as MaSp (MaSp1 and MaSp2) and ADF (ADF3 and ADF4), and MiSp (MiSp1 and MiSp2).

クモ類が産生するフィブロインのより具体的な例としては、例えば、fibroin−3(adf−3)[Araneus diadematus由来](GenBankアクセッション番号AAC47010(アミノ酸配列)、U47855(塩基配列))、fibroin−4(adf−4)[Araneus diadematus由来](GenBankアクセッション番号AAC47011(アミノ酸配列)、U47856(塩基配列))、dragline silk protein spidroin 1[Nephila clavipes由来](GenBankアクセッション番号AAC04504(アミノ酸配列)、U37520(塩基配列))、major ampullate spidroin 1[Latrodectus hesperus由来](GenBankアクセッション番号ABR68856(アミノ酸配列)、EF595246(塩基配列))、dragline silk protein spidroin 2[Nephila clavata由来](GenBankアクセッション番号AAL32472(アミノ酸配列)、AF441245(塩基配列))、major ampullate spidroin 1[Euprosthenops australis由来](GenBankアクセッション番号CAJ00428(アミノ酸配列)、AJ973155(塩基配列))、及びmajor ampullate spidroin 2[Euprosthenops australis](GenBankアクセッション番号CAM32249.1(アミノ酸配列)、AM490169(塩基配列))、minor ampullate silk protein 1[Nephila clavipes](GenBankアクセッション番号AAC14589.1(アミノ酸配列))、minor ampullate silk protein 2[Nephila clavipes](GenBankアクセッション番号AAC14591.1(アミノ酸配列))、minor ampullate spidroin−like protein[Nephilengys cruentata](GenBankアクセッション番号ABR37278.1(アミノ酸配列)等が挙げられる。   More specific examples of fibroin produced by spiders include, for example, fibroin-3 (adf-3) [derived from Araneus diadematus] (GenBank accession number AAC47010 (amino acid sequence), U47855 (base sequence)), fibroin- 4 (adf-4) [derived from Araneus diadematus] (GenBank accession number AAC47011 (amino acid sequence), U47856 (base sequence)), dragline silk protein spidroin 1 [derived from Nephila clavipes, amino acid sequence from GenBank50 accession number (GenBank A4 accession number) U37520 (base sequence)), major ampullate spidroin 1 [Latrod ctus hesperus] (GenBank accession number ABR68856 (amino acid sequence), EF595246 (base sequence)), dragline silk protein spidroin 2 [from Nephila clavata] (GenBank accession number AAL32472, 45 base sequence, amino acid sequence) major ampullate spidroin 1 [from Euprosthenops australis] (GenBank Accession No. CAJ00428 (amino acid sequence), AJ973155 (base sequence)), and major ampullate spidroin 2 [Euprosanthos generos accessoline genera] Nos. CAM32249.1 (amino acid sequence), AM490169 (base sequence)), minor amplify silk protein 1 [Nephila clavipes] (GenBank Accession No. AAC14589.1 (amino acid sequence)), minor amplify silkbank [Nonamp; Accession number AAC14591.1 (amino acid sequence)), minor ampli- nate spidroin-like protein [Nephilengys cruentata] (GenBank accession number ABR37278.1 (amino acid sequence)) and the like.

天然由来のフィブロインのより具体的な例としては、更に、NCBI GenBankに配列情報が登録されているフィブロインを挙げることができる。例えば、NCBI GenBankに登録されている配列情報のうちDIVISIONとしてINVを含む配列の中から、DEFINITIONにspidroin、ampullate、fibroin、「silk及びpolypeptide」、又は「silk及びprotein」がキーワードとして記載されている配列、CDSから特定のproductの文字列、SOURCEからTISSUE TYPEに特定の文字列の記載された配列を抽出することにより確認することができる。   More specific examples of naturally occurring fibroin include fibroin in which sequence information is registered in NCBI GenBank. For example, among the sequence information registered in the NCBI GenBank, among sequences including INV as DIVISION, spidroin, ampullate, fibroin, "silk and polypeptide", or "silk and protein" are described as keywords in DEFINITION. It can be confirmed by extracting a character string of a specific product from a sequence or CDS and extracting a sequence in which a specific character string is described in TISSUE TYPE from SOURCE.

改変フィブロインは、改変絹フィブロイン(カイコが産生する絹タンパク質のアミノ酸配列を改変したもの)であってもよく、改変クモ糸フィブロイン(クモ類が産生するスパイダーシルクタンパク質のアミノ酸配列を改変したもの)であってもよい。改変フィブロインとしては、改変クモ糸フィブロインが好ましい。   The modified fibroin may be modified silk fibroin (modified amino acid sequence of silk protein produced by silkworm) or modified spider silk fibroin (modified amino acid sequence of spider silk protein produced by spiders) There may be. As the modified fibroin, a modified spider silk fibroin is preferable.

改変フィブロインの具体的な例として、クモの大瓶状線で産生される大吐糸管しおり糸タンパク質に由来する改変フィブロイン(第1の改変フィブロイン)、グリシン残基の含有量が低減された改変フィブロイン(第2の改変フィブロイン)、(A)モチーフの含有量が低減された改変フィブロイン(第3の改変フィブロイン)、グリシン残基の含有量、及び(A)モチーフの含有量が低減された改変フィブロイン(第4の改変フィブロイン)、局所的に疎水性指標の大きい領域を含むドメイン配列を有する改変フィブロイン(第5の改変フィブロイン)、並びにグルタミン残基の含有量が低減されたドメイン配列を有する改変フィブロイン(第6の改変フィブロイン)が挙げられる。 Specific examples of the modified fibroin include modified fibroin (first modified fibroin) derived from a large spinal canal thread protein produced in a spider's large ampullate line, modified fibroin having a reduced content of glycine residues. (second modified fibroin), (a) modified fibroin content of n motifs has been reduced (third modified fibroin), the content of glycine residues, and the content of (a) n motifs has been reduced Modified fibroin (fourth modified fibroin), modified fibroin having a domain sequence locally including a region with a large hydrophobicity index (fifth modified fibroin), and domain sequence having a reduced glutamine residue content Modified fibroin (sixth modified fibroin).

第1の改変フィブロインとしては、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含むタンパク質が挙げられる。第1の改変フィブロインにおいて、(A)モチーフのアミノ酸残基数は、3〜20の整数が好ましく、4〜20の整数がより好ましく、8〜20の整数が更に好ましく、10〜20の整数が更により好ましく、4〜16の整数が更によりまた好ましく、8〜16の整数が特に好ましく、10〜16の整数が最も好ましい。第1の改変フィブロインは、式1中、REPを構成するアミノ酸残基の数は、10〜200残基であることが好ましく、10〜150残基であることがより好ましく、20〜100残基であることが更に好ましく、20〜75残基であることが更により好ましい。第1の改変フィブロインは、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるアミノ酸配列中に含まれるグリシン残基、セリン残基及びアラニン残基の合計残基数がアミノ酸残基数全体に対して、40%以上であることが好ましく、60%以上であることがより好ましく、70%以上であることが更に好ましい。 The first modified fibroin includes a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m . In the first modified fibroin, the number of amino acid residues of the (A) n motif is preferably an integer of 3 to 20, more preferably an integer of 4 to 20, still more preferably an integer of 8 to 20, and an integer of 10 to 20 Is still more preferable, an integer of 4 to 16 is still more preferable, an integer of 8 to 16 is particularly preferable, and an integer of 10 to 16 is most preferable. In the first modified fibroin, the number of amino acid residues constituting REP in Formula 1 is preferably 10 to 200 residues, more preferably 10 to 150 residues, and more preferably 20 to 100 residues. Is more preferably 20 to 75 residues. The first modified fibroin has the total number of glycine, serine and alanine residues contained in the amino acid sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m The total number is preferably 40% or more, more preferably 60% or more, and even more preferably 70% or more.

第1の改変フィブロインは、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるアミノ酸配列の単位を含み、かつC末端配列が配列番号1〜3のいずれかに示されるアミノ酸配列又は配列番号1〜3のいずれかに示されるアミノ酸配列と90%以上の相同性を有するアミノ酸配列であるポリペプチドであってもよい。 The first modified fibroin comprises a unit of the amino acid sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m and has a C-terminal sequence represented by any of SEQ ID NOS: 1 to 3 or The polypeptide may be an amino acid sequence having 90% or more homology with the amino acid sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 1 to 3.

配列番号1に示されるアミノ酸配列は、ADF3(GI:1263287、NCBI)のアミノ酸配列のC末端の50残基のアミノ酸からなるアミノ酸配列と同一であり、配列番号2に示されるアミノ酸配列は、配列番号1に示されるアミノ酸配列のC末端から20残基取り除いたアミノ酸配列と同一であり、配列番号3に示されるアミノ酸配列は、配列番号1に示されるアミノ酸配列のC末端から29残基取り除いたアミノ酸配列と同一である。   The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 is the same as the amino acid sequence consisting of 50 amino acids at the C-terminal of the amino acid sequence of ADF3 (GI: 1263287, NCBI), and the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 is The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 is identical to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 by removing 20 residues, and the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 is obtained by removing 29 residues from the C-terminal of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1. It is identical to the amino acid sequence.

第1の改変フィブロインのより具体的な例として、(1−i)配列番号4(recombinant spider silk protein ADF3KaiLargeNRSH1)で示されるアミノ酸配列、又は(1−ii)配列番号4で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。配列同一性は、95%以上であることが好ましい。   As a more specific example of the first modified fibroin, (1-i) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 (recombinant spider silk protein ADF3KaiLargeNRSH1) or (1-ii) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 and 90 Modified fibroin comprising an amino acid sequence having at least% sequence identity. The sequence identity is preferably 95% or more.

配列番号4で示されるアミノ酸配列は、N末端に開始コドン、His10タグ及びHRV3Cプロテアーゼ(Human rhinovirus 3Cプロテアーゼ)認識サイトからなるアミノ酸配列(配列番号5)を付加したADF3のアミノ酸配列において、第1〜13番目の反復領域をおよそ2倍になるように増やすとともに、翻訳が第1154番目アミノ酸残基で終止するように変異させたものである。配列番号4で示されるアミノ酸配列のC末端のアミノ酸配列は、配列番号3で示されるアミノ酸配列と同一である。   The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 is an amino acid sequence of ADF3 to which an amino acid sequence (SEQ ID NO: 5) comprising an initiation codon, a His10 tag, and an HRV3C protease (Human rhinovirus 3C protease) recognition site at the N-terminus is added. The 13th repeat region was increased so as to be approximately doubled, and the mutation was mutated so that translation was terminated at the 1154th amino acid residue. The amino acid sequence at the C-terminus of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 is the same as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3.

(1−i)の改変フィブロインは、配列番号4で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。   The modified fibroin of (1-i) may be composed of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4.

第2の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、グリシン残基の含有量が低減されたアミノ酸配列を有する。第2の改変フィブロインは、天然由来のフィブロインと比較して、少なくともREP中の1又は複数のグリシン残基が別のアミノ酸残基に置換されたことに相当するアミノ酸配列を有するものということができる。   The second modified fibroin has an amino acid sequence whose domain sequence has a reduced content of glycine residues compared to naturally occurring fibroin. The second modified fibroin can be said to have an amino acid sequence corresponding to at least one or more glycine residues in the REP replaced by another amino acid residue, as compared to a naturally occurring fibroin. .

第2の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、REP中のGGX及びGPGXX(但し、Gはグリシン残基、Pはプロリン残基、Xはグリシン以外のアミノ酸残基を示す。)から選ばれる少なくとも一つのモチーフ配列において、少なくとも1又は複数の当該モチーフ配列中の1つのグリシン残基が別のアミノ酸残基に置換されたことに相当するアミノ酸配列を有するものであってもよい。   The second modified fibroin has a domain sequence of GGX and GPGXX in REP (where G is a glycine residue, P is a proline residue, and X is an amino acid residue other than glycine, as compared with a naturally-derived fibroin. At least one motif sequence selected from the group consisting of at least one glycine residue in one or more of the motif sequences has been replaced with another amino acid residue. You may.

第2の改変フィブロインは、上述のグリシン残基が別のアミノ酸残基に置換されたモチーフ配列の割合が、全モチーフ配列に対して、10%以上であってもよい。   In the second modified fibroin, the ratio of the motif sequence in which the above-mentioned glycine residue is replaced with another amino acid residue may be 10% or more of the entire motif sequence.

第2の改変フィブロインは、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含み、上記ドメイン配列から、最もC末端側に位置する(A)モチーフから上記ドメイン配列のC末端までの配列を除いた配列中の全REPに含まれるXGX(但し、Xはグリシン以外のアミノ酸残基を示す。)からなるアミノ酸配列の総アミノ酸残基数をzとし、上記ドメイン配列から、最もC末端側に位置する(A)モチーフから上記ドメイン配列のC末端までの配列を除いた配列中の総アミノ酸残基数をwとしたときに、z/wが30%以上、40%以上、50%以上又は50.9%以上であるアミノ酸配列を有するものであってもよい。(A)モチーフ中の全アミノ酸残基数に対するアラニン残基数は83%以上であってよいが、86%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、95%以上であることが更に好ましく、100%であること(アラニン残基のみで構成されることを意味する)が更により好ましい。 The second modified fibroin comprises a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m , and from the (A) n motif located at the most C-terminal side from the domain sequence, to the domain sequence The total number of amino acid residues in the amino acid sequence consisting of XGX (where X represents an amino acid residue other than glycine) contained in all REPs in the sequence excluding the sequence up to the C-terminal of From, when the total number of amino acid residues in the sequence excluding the sequence from the (A) n motif located closest to the C-terminal to the C-terminal of the domain sequence is defined as w, z / w is 30% or more; It may have an amino acid sequence of 40% or more, 50% or more, or 50.9% or more. (A) The number of alanine residues relative to the total number of amino acid residues in the n motif may be 83% or more, preferably 86% or more, more preferably 90% or more, and more preferably 95% or more. More preferably, it is even more preferably 100% (meaning that it is composed of only alanine residues).

第2の改変フィブロインは、GGXモチーフの1つのグリシン残基を別のアミノ酸残基に置換することにより、XGXからなるアミノ酸配列の含有割合を高めたものであることが好ましい。第2の改変フィブロインは、ドメイン配列中のGGXからなるアミノ酸配列の含有割合が30%以下であることが好ましく、20%以下であることがより好ましく、10%以下であることが更に好ましく、6%以下であることが更により好ましく、4%以下であることが更によりまた好ましく、2%以下であることが特に好ましい。ドメイン配列中のGGXからなるアミノ酸配列の含有割合は、下記XGXからなるアミノ酸配列の含有割合(z/w)の算出方法と同様の方法で算出することができる。   The second modified fibroin is preferably one in which the content of the amino acid sequence consisting of XGX is increased by replacing one glycine residue of the GGX motif with another amino acid residue. In the second modified fibroin, the content ratio of the amino acid sequence consisting of GGX in the domain sequence is preferably 30% or less, more preferably 20% or less, further preferably 10% or less, and 6% or less. %, Still more preferably 4% or less, further preferably 2% or less. The content ratio of the amino acid sequence consisting of GGX in the domain sequence can be calculated by the same method as the method for calculating the content ratio (z / w) of the amino acid sequence consisting of XGGX below.

z/wの算出方法を更に詳細に説明する。まず、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含むフィブロイン(改変フィブロイン又は天然由来のフィブロイン)において、ドメイン配列から、最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列を除いた配列に含まれる全てのREPから、XGXからなるアミノ酸配列を抽出する。XGXを構成するアミノ酸残基の総数がzである。例えば、XGXからなるアミノ酸配列が50個抽出された場合(重複はなし)、zは50×3=150である。また、例えば、XGXGXからなるアミノ酸配列の場合のように2つのXGXに含まれるX(中央のX)が存在する場合は、重複分を控除して計算する(XGXGXの場合は5アミノ酸残基である)。wは、ドメイン配列から、最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列を除いた配列に含まれる総アミノ酸残基数である。例えば、図1に示したドメイン配列の場合、wは4+50+4+100+4+10+4+20+4+30=230である(最もC末端側に位置する(A)モチーフは除いている。)。次に、zをwで除すことによって、z/w(%)を算出することができる。 The method of calculating z / w will be described in more detail. First, in a fibroin (modified fibroin or naturally-occurring fibroin) containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m , (A) n located closest to the C-terminal side from the domain sequence An amino acid sequence consisting of XGX is extracted from all REPs contained in the sequence excluding the sequence from the motif to the C-terminal of the domain sequence. The total number of amino acid residues constituting XGX is z. For example, when 50 amino acid sequences consisting of XGX are extracted (there is no duplication), z is 50 × 3 = 150. Further, for example, when there is an X (center X) included in two XGXs as in the case of an amino acid sequence consisting of XGXGX, calculation is performed by subtracting the overlap (in the case of XGXGX, 5 amino acid residues are used. is there). w is the total number of amino acid residues contained in the sequence excluding the sequence from the (A) n motif located closest to the C-terminus to the C-terminus of the domain sequence from the domain sequence. For example, in the case of the domain sequence shown in FIG. 1, w is 4 + 50 + 4 + 100 + 4 + 10 + 4 + 20 + 4 + 30 = 230 (the (A) n motif located at the most C-terminal side is excluded). Next, z / w (%) can be calculated by dividing z by w.

ここで、天然由来のフィブロインにおけるz/wについて説明する。まず、上述のように、NCBI GenBankにアミノ酸配列情報が登録されているフィブロインを例示した方法により確認したところ、663種類のフィブロイン(このうち、クモ類由来のフィブロインは415種類)が抽出された。抽出された全てのフィブロインのうち、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含み、フィブロイン中のGGXからなるアミノ酸配列の含有割合が6%以下である天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から、上述の算出方法により、z/wを算出した。その結果を図2に示す。図2の横軸はz/w(%)を示し、縦軸は頻度を示す。図2から明らかなとおり、天然由来のフィブロインにおけるz/wは、いずれも50.9%未満である(最も高いもので、50.86%)。 Here, z / w in naturally occurring fibroin will be described. First, as described above, when the fibroin whose amino acid sequence information was registered in NCBI GenBank was confirmed by the exemplified method, 663 types of fibroins (among them, 415 types of spider-derived fibroins) were extracted. Of all the extracted fibroins, a naturally-derived one containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m and having an amino acid sequence consisting of GGX in the fibroin of 6% or less Z / w was calculated from the amino acid sequence of fibroin by the above-described calculation method. The result is shown in FIG. The horizontal axis in FIG. 2 indicates z / w (%), and the vertical axis indicates frequency. As is clear from FIG. 2, the z / w of the naturally derived fibroin is less than 50.9% (the highest one is 50.86%).

第2の改変フィブロインにおいて、z/wは、50.9%以上であることが好ましく、56.1%以上であることがより好ましく、58.7%以上であることが更に好ましく、70%以上であることが更により好ましく、80%以上であることが更によりまた好ましい。z/wの上限に特に制限はないが、例えば、95%以下であってもよい。   In the second modified fibroin, z / w is preferably 50.9% or more, more preferably 56.1% or more, still more preferably 58.7% or more, and 70% or more. Is still more preferred, and even more preferably 80% or more. The upper limit of z / w is not particularly limited, but may be, for example, 95% or less.

第2の改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列から、グリシン残基をコードする塩基配列の少なくとも一部を置換して別のアミノ酸残基をコードするように改変することにより得ることができる。このとき、改変するグリシン残基として、GGXモチーフ及びGPGXXモチーフにおける1つのグリシン残基を選択してもよいし、またz/wが50.9%以上になるように置換してもよい。また、例えば、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から上記態様を満たすアミノ酸配列を設計し、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより得ることもできる。いずれの場合においても、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列からREP中のグリシン残基を別のアミノ酸残基に置換したことに相当する改変に加え、更に1又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び/又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変を行ってもよい。   The second modified fibroin is modified, for example, by replacing at least a part of the base sequence encoding a glycine residue from the cloned natural fibroin gene sequence to encode another amino acid residue. Obtainable. At this time, as the glycine residue to be modified, a GGX motif and one glycine residue in the GPGXX motif may be selected, or the glycine residue may be substituted so that z / w becomes 50.9% or more. Alternatively, for example, the amino acid sequence can be obtained by designing an amino acid sequence satisfying the above aspect from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin, and chemically synthesizing a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence. In each case, in addition to the modification corresponding to the substitution of another amino acid residue for the glycine residue in the REP from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin, one or more amino acid residues are further substituted or deleted. The amino acid sequence corresponding to insertion, addition, and / or addition may be modified.

上記の別のアミノ酸残基としては、グリシン残基以外のアミノ酸残基であれば特に制限はないが、バリン(V)残基、ロイシン(L)残基、イソロイシン(I)残基、メチオニン(M)残基、プロリン(P)残基、フェニルアラニン(F)残基及びトリプトファン(W)残基等の疎水性アミノ酸残基、グルタミン(Q)残基、アスパラギン(N)残基、セリン(S)残基、リシン(K)残基及びグルタミン酸(E)残基等の親水性アミノ酸残基が好ましく、バリン(V)残基、フェニルアラニン(F)残基、ロイシン(L)残基、イソロイシン(I)残基及びグルタミン(Q)残基がより好ましく、グルタミン(Q)残基が更に好ましい。   The other amino acid residue is not particularly limited as long as it is an amino acid residue other than a glycine residue, but includes a valine (V) residue, a leucine (L) residue, an isoleucine (I) residue, and a methionine ( M) residue, hydrophobic amino acid residue such as proline (P) residue, phenylalanine (F) residue and tryptophan (W) residue, glutamine (Q) residue, asparagine (N) residue, serine (S ), A lysine (K) residue and a hydrophilic amino acid residue such as a glutamic acid (E) residue, and a valine (V) residue, a phenylalanine (F) residue, a leucine (L) residue, an isoleucine ( I) residues and glutamine (Q) residues are more preferred, and glutamine (Q) residues are even more preferred.

第2の改変フィブロインのより具体的な例として、(2−i)配列番号6(Met−PRT380)、配列番号7(Met−PRT410)、配列番号8(Met−PRT525)若しくは配列番号9(Met−PRT799)で示されるアミノ酸配列、又は(2−ii)配列番号6、配列番号7、配列番号8若しくは配列番号9で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。   As more specific examples of the second modified fibroin, (2-i) SEQ ID NO: 6 (Met-PRT380), SEQ ID NO: 7 (Met-PRT410), SEQ ID NO: 8 (Met-PRT525), or SEQ ID NO: 9 (Met -PRT799), or (2-ii) an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, or SEQ ID NO: 9, Modified fibroin can be mentioned.

(2−i)の改変フィブロインについて説明する。配列番号6で示されるアミノ酸配列は、天然由来のフィブロインに相当する配列番号10(Met−PRT313)で示されるアミノ酸配列のREP中の全てのGGXをGQXに置換したものである。配列番号7で示されるアミノ酸配列は、配列番号6で示されるアミノ酸配列から、N末端側からC末端側に向かって2つおきに(A)モチーフを欠失させ、更にC末端配列の手前に[(A)モチーフ−REP]を1つ挿入したものである。配列番号8で示されるアミノ酸配列は、配列番号7で示されるアミノ酸配列の各(A)モチーフのC末端側に2つのアラニン残基を挿入し、更に一部のグルタミン(Q)残基をセリン(S)残基に置換し、C末端側の一部のアミノ酸を欠失させたものである。配列番号9で示されるアミノ酸配列は、配列番号7で示されるアミノ酸配列中に存在する20個のドメイン配列の領域(但し、当該領域のC末端側の数アミノ酸残基が置換されている。)を4回繰り返した配列のC末端にHinge及びHisタグが付加されたものである。 The modified fibroin of (2-i) will be described. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6 is obtained by substituting GQX for all GGX in the REP of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 10 (Met-PRT313) corresponding to naturally occurring fibroin. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 is obtained by deleting every two (A) n motifs from the N-terminal side to the C-terminal side from the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6, and further before the C-terminal sequence. In this figure, one [(A) n motif-REP] is inserted. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8 has two alanine residues inserted at the C-terminal side of each (A) n motif of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7, and further has a partial glutamine (Q) residue. It is a substitution of a serine (S) residue and deletion of some C-terminal amino acids. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9 has a region of 20 domain sequences present in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 (however, several amino acid residues on the C-terminal side of the region are substituted). Is obtained by adding Hinge and His tags to the C-terminal of the sequence obtained by repeating the above four times.

配列番号10で示されるアミノ酸配列(天然由来のフィブロインに相当)におけるz/wの値は、46.8%である。配列番号6で示されるアミノ酸配列、配列番号7で示されるアミノ酸配列、配列番号8で示されるアミノ酸配列、及び配列番号9で示されるアミノ酸配列におけるz/wの値は、それぞれ58.7%、70.1%、66.1%及び70.0%である。また、配列番号10、配列番号6、配列番号7、配列番号8及び配列番号9で示されるアミノ酸配列のギザ比率(後述する)1:1.8〜11.3におけるx/yの値は、それぞれ15.0%、15.0%、93.4%、92.7%及び89.8%である。   The value of z / w in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 10 (corresponding to naturally occurring fibroin) is 46.8%. The values of z / w in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6, the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7, the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8, and the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9 are 58.7%, respectively. 70.1%, 66.1% and 70.0%. In addition, the value of x / y at the jagged ratio (described later) of 1: 1.8 to 11.3 of the amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, and SEQ ID NO: 9 is as follows: They are 15.0%, 15.0%, 93.4%, 92.7% and 89.8%, respectively.

(2−i)の改変フィブロインは、配列番号6、配列番号7、配列番号8又は配列番号9で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。   The modified fibroin of (2-i) may be composed of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, or SEQ ID NO: 9.

(2−ii)の改変フィブロインは、配列番号6、配列番号7、配列番号8又は配列番号9で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。(2−ii)の改変フィブロインもまた、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (2-ii) includes an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, or SEQ ID NO: 9. The modified fibroin of (2-ii) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m . The above sequence identity is preferably 95% or more.

(2−ii)の改変フィブロインは、配列番号6、配列番号7、配列番号8又は配列番号9で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有し、かつREP中に含まれるXGX(但し、Xはグリシン以外のアミノ酸残基を示す。)からなるアミノ酸配列の総アミノ酸残基数をzとし、上記ドメイン配列中のREPの総アミノ酸残基数をwとしたときに、z/wが50.9%以上であることが好ましい。   The modified fibroin of (2-ii) has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, or SEQ ID NO: 9, and contains XGX ( Where X represents an amino acid residue other than glycine.) When z is the total number of amino acid residues in the amino acid sequence consisting of Is preferably 50.9% or more.

第2の改変フィブロインは、N末端及びC末端のいずれか一方又は両方にタグ配列を含んでいてもよい。これにより、改変フィブロインの単離、固定化、検出及び可視化等が可能となる。   The second modified fibroin may include a tag sequence at one or both of the N-terminus and the C-terminus. As a result, the modified fibroin can be isolated, immobilized, detected, visualized, and the like.

タグ配列として、例えば、他の分子との特異的親和性(結合性、アフィニティ)を利用したアフィニティタグを挙げることができる。アフィニティタグの具体例として、ヒスチジンタグ(Hisタグ)を挙げることができる。Hisタグは、ヒスチジン残基が4から10個程度並んだ短いペプチドで、ニッケル等の金属イオンと特異的に結合する性質があるため、金属キレートクロマトグラフィー(chelating metal chromatography)による改変フィブロインの単離に利用することができる。タグ配列の具体例として、例えば、配列番号11で示されるアミノ酸配列(Hisタグ配列及びヒンジ配列を含むアミノ酸配列)が挙げられる。   Examples of the tag sequence include an affinity tag utilizing specific affinity (binding property, affinity) with another molecule. A specific example of the affinity tag is a histidine tag (His tag). The His tag is a short peptide in which about 4 to 10 histidine residues are arranged and has a property of specifically binding to a metal ion such as nickel. Therefore, isolation of a modified fibroin by metal chelating chromatography (chelating metal chromatography). Can be used for Specific examples of the tag sequence include, for example, the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11 (amino acid sequence including a His tag sequence and a hinge sequence).

また、グルタチオンに特異的に結合するグルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST)、マルトースに特異的に結合するマルトース結合タンパク質(MBP)等のタグ配列を利用することもできる。   In addition, tag sequences such as glutathione-S-transferase (GST), which specifically binds to glutathione, and maltose binding protein (MBP), which specifically binds to maltose, can also be used.

さらに、抗原抗体反応を利用した「エピトープタグ」を利用することもできる。抗原性を示すペプチド(エピトープ)をタグ配列として付加することにより、当該エピトープに対する抗体を結合させることができる。エピトープタグとして、HA(インフルエンザウイルスのヘマグルチニンのペプチド配列)タグ、mycタグ、FLAGタグ等を挙げることができる。エピトープタグを利用することにより、高い特異性で容易に改変フィブロインを精製することができる。   Further, an “epitope tag” utilizing an antigen-antibody reaction can be used. By adding a peptide (epitope) showing antigenicity as a tag sequence, an antibody against the epitope can be bound. Examples of the epitope tag include an HA (peptide sequence of hemagglutinin of influenza virus) tag, myc tag, and FLAG tag. By using the epitope tag, the modified fibroin can be easily purified with high specificity.

さらにタグ配列を特定のプロテアーゼで切り離せるようにしたものも使用することができる。当該タグ配列を介して吸着したタンパク質をプロテアーゼ処理することにより、タグ配列を切り離した改変フィブロインを回収することもできる。   Furthermore, those in which the tag sequence can be cleaved by a specific protease can also be used. By subjecting the protein adsorbed via the tag sequence to protease treatment, the modified fibroin from which the tag sequence has been separated can also be recovered.

タグ配列を含む改変フィブロインのより具体的な例として、(2−iii)配列番号12(PRT380)、配列番号13(PRT410)、配列番号14(PRT525)若しくは配列番号15(PRT799)で示されるアミノ酸配列、又は(2−iv)配列番号12、配列番号13、配列番号14若しくは配列番号15で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。   As more specific examples of the modified fibroin containing a tag sequence, (2-iii) the amino acid represented by SEQ ID NO: 12 (PRT380), SEQ ID NO: 13 (PRT410), SEQ ID NO: 14 (PRT525), or SEQ ID NO: 15 (PRT799) Modified fibroin comprising a sequence, or (2-iv) an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14, or SEQ ID NO: 15 can be mentioned. .

配列番号16(PRT313)、配列番号12、配列番号13、配列番号14及び配列番号15で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号10、配列番号6、配列番号7、配列番号8及び配列番号9で示されるアミノ酸配列のN末端に配列番号11で示されるアミノ酸配列(Hisタグ配列及びヒンジ配列を含む)を付加したものである。   The amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 16 (PRT313), SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14, and SEQ ID NO: 15 are represented by SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, and SEQ ID NO: 9, respectively. An amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11 (including a His tag sequence and a hinge sequence) is added to the N-terminal of the amino acid sequence shown.

(2−iii)の改変フィブロインは、配列番号12、配列番号13、配列番号14又は配列番号15で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。   The modified fibroin of (2-iii) may be composed of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14, or SEQ ID NO: 15.

(2−iv)の改変フィブロインは、配列番号12、配列番号13、配列番号14又は配列番号15で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。(2−iv)の改変フィブロインもまた、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (2-iv) contains an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14, or SEQ ID NO: 15. The modified fibroin of (2-iv) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m . The above sequence identity is preferably 95% or more.

(2−iv)の改変フィブロインは、配列番号12、配列番号13、配列番号14又は配列番号15で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有し、かつREP中に含まれるXGX(但し、Xはグリシン以外のアミノ酸残基を示す。)からなるアミノ酸配列の総アミノ酸残基数をzとし、上記ドメイン配列中のREPの総アミノ酸残基数をwとしたときに、z/wが50.9%以上であることが好ましい。   The modified fibroin of (2-iv) has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14, or SEQ ID NO: 15, and contains XGX ( Where X represents an amino acid residue other than glycine.) When z is the total number of amino acid residues in the amino acid sequence consisting of Is preferably 50.9% or more.

第2の改変フィブロインは、組換えタンパク質生産系において生産されたタンパク質を宿主の外部に放出するための分泌シグナルを含んでいてもよい。分泌シグナルの配列は、宿主の種類に応じて適宜設定することができる。   The second modified fibroin may include a secretion signal for releasing the protein produced in the recombinant protein production system to the outside of the host. The sequence of the secretion signal can be appropriately set according to the type of the host.

第3の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、(A)モチーフの含有量が低減されたアミノ酸配列を有する。第3の改変フィブロインのドメイン配列は、天然由来のフィブロインと比較して、少なくとも1又は複数の(A)モチーフが欠失したことに相当するアミノ酸配列を有するものということができる。 The third modified fibroin has an amino acid sequence whose domain sequence has a reduced content of the (A) n motif as compared to naturally occurring fibroin. It can be said that the domain sequence of the third modified fibroin has an amino acid sequence corresponding to the deletion of at least one or a plurality of (A) n motifs as compared with the naturally-derived fibroin.

第3の改変フィブロインは、天然由来のフィブロインから(A)モチーフを10〜40%欠失させたことに相当するアミノ酸配列を有するものであってもよい。 The third modified fibroin may have an amino acid sequence corresponding to 10 to 40% of the (A) n motif deleted from naturally occurring fibroin.

第3の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、少なくともN末端側からC末端側に向かって1〜3つの(A)モチーフ毎に1つの(A)モチーフが欠失したことに相当するアミノ酸配列を有するものであってもよい。 The third modified fibroin has a domain sequence of at least one (A) n motif for every one to three (A) n motifs, at least from the N-terminal side to the C-terminal side, as compared to a naturally occurring fibroin. May have an amino acid sequence corresponding to the deletion of

第3の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、少なくともN末端側からC末端側に向かって2つ連続した(A)モチーフの欠失、及び1つの(A)モチーフの欠失がこの順に繰り返されたことに相当するアミノ酸配列を有するものであってもよい。 The third modified fibroin has a domain sequence deletion of at least two (A) n motifs from the N-terminal side to the C-terminal side, and one (A) It may have an amino acid sequence corresponding to the deletion of the n motif repeated in this order.

第3の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、少なくともN末端側からC末端側に向かって2つおきに(A)モチーフが欠失したことに相当するアミノ酸配列を有するものであってもよい。 The third modified fibroin may have a domain sequence having an amino acid sequence corresponding to the deletion of the (A) n motif at least every third sequence from the N-terminal side to the C-terminal side. .

第3の改変フィブロインは、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含み、N末端側からC末端側に向かって、隣合う2つの[(A)モチーフ−REP]ユニットのREPのアミノ酸残基数を順次比較して、アミノ酸残基数が少ないREPのアミノ酸残基数を1としたとき、他方のREPのアミノ酸残基数の比が1.8〜11.3となる隣合う2つの[(A)モチーフ−REP]ユニットのアミノ酸残基数を足し合わせた合計値の最大値をxとし、ドメイン配列の総アミノ酸残基数をyとしたときに、x/yが20%以上、30%以上、40%以上又は50%以上であるアミノ酸配列を有するものであってもよい。(A)モチーフ中の全アミノ酸残基数に対するアラニン残基数は83%以上であってよいが、86%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、95%以上であることが更に好ましく、100%であること(アラニン残基のみで構成されることを意味する)が更により好ましい。 The third modified fibroin comprises a domain sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m , and two adjacent [(A) n motifs from the N-terminal side to the C-terminal side] -REP] The number of amino acid residues of REP of the unit is sequentially compared, and when the number of amino acid residues of REP having a small number of amino acid residues is set to 1, the ratio of the number of amino acid residues of the other REP is 1.8 to When the maximum value of the sum of the number of amino acid residues of two adjacent [(A) n motif-REP] units of 11.3 is x, and the total number of amino acid residues in the domain sequence is y. In addition, it may have an amino acid sequence in which x / y is 20% or more, 30% or more, 40% or more, or 50% or more. (A) The number of alanine residues relative to the total number of amino acid residues in the n motif may be 83% or more, preferably 86% or more, more preferably 90% or more, and more preferably 95% or more. More preferably, it is even more preferably 100% (meaning that it is composed of only alanine residues).

x/yの算出方法を図1を参照しながら更に詳細に説明する。図1には、改変フィブロインからN末端配列及びC末端配列を除いたドメイン配列を示す。当該ドメイン配列は、N末端側(左側)から(A)モチーフ−第1のREP(50アミノ酸残基)−(A)モチーフ−第2のREP(100アミノ酸残基)−(A)モチーフ−第3のREP(10アミノ酸残基)−(A)モチーフ−第4のREP(20アミノ酸残基)−(A)モチーフ−第5のREP(30アミノ酸残基)−(A)モチーフという配列を有する。 The method of calculating x / y will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 1 shows a domain sequence obtained by removing the N-terminal sequence and the C-terminal sequence from the modified fibroin. From the N-terminal side (left side), the domain sequence is (A) n motif-first REP (50 amino acid residues)-(A) n motif-second REP (100 amino acid residues)-(A) n Motif-third REP (10 amino acid residues)-(A) n motif-fourth REP (20 amino acid residues)-(A) n motif-fifth REP (30 amino acid residues)-(A) It has a sequence called an n motif.

隣合う2つの[(A)モチーフ−REP]ユニットは、重複がないように、N末端側からC末端側に向かって、順次選択する。このとき、選択されない[(A)モチーフ−REP]ユニットが存在してもよい。図1には、パターン1(第1のREPと第2のREPの比較、及び第3のREPと第4のREPの比較)、パターン2(第1のREPと第2のREPの比較、及び第4のREPと第5のREPの比較)、パターン3(第2のREPと第3のREPの比較、及び第4のREPと第5のREPの比較)、パターン4(第1のREPと第2のREPの比較)を示した。なお、これ以外にも選択方法は存在する。 Two adjacent [(A) n motif-REP] units are sequentially selected from the N-terminal side to the C-terminal side so that there is no overlap. At this time, there may be an unselected [(A) n motif-REP] unit. FIG. 1 shows pattern 1 (comparison of the first REP and the second REP, and comparison of the third REP with the fourth REP), pattern 2 (comparison of the first REP and the second REP, and Pattern 4 (comparison of the second REP with the third REP, and comparison of the fourth REP with the fifth REP), pattern 4 (the comparison of the fourth REP with the fifth REP), and pattern 4 (the first REP with the fifth REP). Second REP comparison). Note that there are other selection methods.

次に各パターンについて、選択した隣合う2つの[(A)モチーフ−REP]ユニット中の各REPのアミノ酸残基数を比較する。比較は、よりアミノ酸残基数の少ない方を1としたときの、他方のアミノ酸残基数の比を求めることによって行う。例えば、第1のREP(50アミノ酸残基)と第2のREP(100アミノ酸残基)の比較の場合、よりアミノ酸残基数の少ない第1のREPを1としたとき、第2のREPのアミノ酸残基数の比は、100/50=2である。同様に、第4のREP(20アミノ酸残基)と第5のREP(30アミノ酸残基)の比較の場合、よりアミノ酸残基数の少ない第4のREPを1としたとき、第5のREPのアミノ酸残基数の比は、30/20=1.5である。 Next, for each pattern, the number of amino acid residues of each REP in two selected adjacent [(A) n motif-REP] units is compared. The comparison is performed by determining the ratio of the number of the other amino acid residues when the smaller number of the amino acid residues is set to 1. For example, when comparing the first REP (50 amino acid residues) and the second REP (100 amino acid residues), when the first REP having a smaller number of amino acid residues is set to 1, the second REP is The ratio of the number of amino acid residues is 100/50 = 2. Similarly, when comparing the fourth REP (20 amino acid residues) and the fifth REP (30 amino acid residues), when the fourth REP having a smaller number of amino acid residues is set to 1, the fifth REP Is 30/20 = 1.5.

図1中、よりアミノ酸残基数の少ない方を1としたときに、他方のアミノ酸残基数の比が1.8〜11.3となる[(A)モチーフ−REP]ユニットの組を実線で示した。本明細書中、この比をギザ比率と呼ぶ。よりアミノ酸残基数の少ない方を1としたときに、他方のアミノ酸残基数の比が1.8未満又は11.3超となる[(A)モチーフ−REP]ユニットの組は破線で示した。 In FIG. 1, when the smaller number of amino acid residues is set to 1, the [(A) n motif-REP] unit pair in which the ratio of the other amino acid residues is 1.8 to 11.3 Shown by solid line. In the present specification, this ratio is called a jagged ratio. Assuming that the smaller number of amino acid residues is 1, the set of [(A) n motif-REP] units in which the ratio of the other amino acid residues is less than 1.8 or more than 11.3 is indicated by a broken line. Indicated.

各パターンにおいて、実線で示した隣合う2つの[(A)モチーフ−REP]ユニットの全てのアミノ酸残基数を足し合わせる(REPのみではなく、(A)モチーフのアミノ酸残基数もである。)。そして、足し合わせた合計値を比較して、当該合計値が最大となるパターンの合計値(合計値の最大値)をxとする。図1に示した例では、パターン1の合計値が最大である。 In each pattern, the total number of amino acid residues of two adjacent [(A) n motif-REP] units shown by a solid line is added together (not only the REP but also the number of amino acid residues of the (A) n motif. is there.). Then, the sum total is compared, and the total value (maximum value of the total values) of the patterns having the maximum total value is x. In the example shown in FIG. 1, the total value of pattern 1 is the maximum.

次に、xをドメイン配列の総アミノ酸残基数yで除すことによって、x/y(%)を算出することができる。   Next, x / y (%) can be calculated by dividing x by the total number of amino acid residues y in the domain sequence.

第3の改変フィブロインにおいて、x/yは、50%以上であることが好ましく、60%以上であることがより好ましく、65%以上であることが更に好ましく、70%以上であることが更により好ましく、75%以上であることが更によりまた好ましく、80%以上であることが特に好ましい。x/yの上限に特に制限はなく、例えば、100%以下であってよい。ギザ比率が1:1.9〜11.3の場合には、x/yは89.6%以上であることが好ましく、ギザ比率が1:1.8〜3.4の場合には、x/yは77.1%以上であることが好ましく、ギザ比率が1:1.9〜8.4の場合には、x/yは75.9%以上であることが好ましく、ギザ比率が1:1.9〜4.1の場合には、x/yは64.2%以上であることが好ましい。   In the third modified fibroin, x / y is preferably at least 50%, more preferably at least 60%, further preferably at least 65%, and even more preferably at least 70%. Preferably, it is still more preferably at least 75%, particularly preferably at least 80%. The upper limit of x / y is not particularly limited, and may be, for example, 100% or less. When the knurl ratio is 1: 1.9 to 11.3, x / y is preferably 89.6% or more. When the knurl ratio is 1: 1.8 to 3.4, x / y is x / y. / Y is preferably at least 77.1%, and when the jagged ratio is 1: 1.9 to 8.4, x / y is preferably at least 75.9% and the jagged ratio is 1 In the case of 1.9 to 4.1, x / y is preferably 64.2% or more.

第3の改変フィブロインが、ドメイン配列中に複数存在する(A)モチーフの少なくとも7つがアラニン残基のみで構成される改変フィブロインである場合、x/yは、46.4%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましく、55%以上であることが更に好ましく、60%以上であることが更により好ましく、70%以上であることが更によりまた好ましく、80%以上であることが特に好ましい。x/yの上限に特に制限はなく、100%以下であればよい。 When the third modified fibroin is a modified fibroin in which at least seven of the (A) n motifs present in a plurality in the domain sequence are composed of only alanine residues, x / y should be 46.4% or more. Is preferably 50% or more, more preferably 55% or more, still more preferably 60% or more, even more preferably 70% or more, and even more preferably 80% or more. It is particularly preferred that there is. The upper limit of x / y is not particularly limited, and may be 100% or less.

ここで、天然由来のフィブロインにおけるx/yについて説明する。まず、上述のように、NCBI GenBankにアミノ酸配列情報が登録されているフィブロインを例示した方法により確認したところ、663種類のフィブロイン(このうち、クモ類由来のフィブロインは415種類)が抽出された。抽出された全てのフィブロインのうち、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列で構成される天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から、上述の算出方法により、x/yを算出した。ギザ比率が1:1.9〜4.1の場合の結果を図3に示す。 Here, x / y in naturally occurring fibroin will be described. First, as described above, when the fibroin whose amino acid sequence information was registered in NCBI GenBank was confirmed by the exemplified method, 663 types of fibroins (among them, 415 types of spider-derived fibroins) were extracted. Among all the extracted fibroins, x / y was calculated from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin composed of the domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m by the above-described calculation method. Was calculated. FIG. 3 shows the results when the knurl ratio is 1: 1.9 to 4.1.

図3の横軸はx/y(%)を示し、縦軸は頻度を示す。図3から明らかなとおり、天然由来のフィブロインにおけるx/yは、いずれも64.2%未満である(最も高いもので、64.14%)。   The horizontal axis in FIG. 3 indicates x / y (%), and the vertical axis indicates frequency. As is evident from FIG. 3, the x / y of the naturally derived fibroin is less than 64.2% (the highest is 64.14%).

第3の改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列から、x/yが64.2%以上になるように(A)モチーフをコードする配列の1又は複数を欠失させることにより得ることができる。また、例えば、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から、x/yが64.2%以上になるように1又は複数の(A)モチーフが欠失したことに相当するアミノ酸配列を設計し、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより得ることもできる。いずれの場合においても、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から(A)モチーフが欠失したことに相当する改変に加え、更に1又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び/又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変を行ってもよい。 The third modified fibroin, for example, deletes one or more of the sequence encoding the (A) n motif from the cloned natural fibroin gene sequence such that x / y is 64.2% or more. Can be obtained. Further, for example, an amino acid sequence corresponding to the deletion of one or more (A) n motifs is designed from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin so that x / y is 64.2% or more, and It can also be obtained by chemically synthesizing a nucleic acid encoding the amino acid sequence. In each case, in addition to the modification corresponding to the deletion of the (A) n motif from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin, one or more amino acid residues are further substituted, deleted, inserted and / or added. The amino acid sequence corresponding to the above may be modified.

第3の改変フィブロインのより具体的な例として、(3−i)配列番号17(Met−PRT399)、配列番号7(Met−PRT410)、配列番号8(Met−PRT525)若しくは配列番号9(Met−PRT799)で示されるアミノ酸配列、又は(3−ii)配列番号17、配列番号7、配列番号8若しくは配列番号9で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。   As more specific examples of the third modified fibroin, (3-i) SEQ ID NO: 17 (Met-PRT399), SEQ ID NO: 7 (Met-PRT410), SEQ ID NO: 8 (Met-PRT525) or SEQ ID NO: 9 (Met -PRT799), or (3-ii) an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, or SEQ ID NO: 9, Modified fibroin can be mentioned.

(3−i)の改変フィブロインについて説明する。配列番号17で示されるアミノ酸配列は、天然由来のフィブロインに相当する配列番号10(Met−PRT313)で示されるアミノ酸配列から、N末端側からC末端側に向かって2つおきに(A)モチーフを欠失させ、更にC末端配列の手前に[(A)モチーフ−REP]を1つ挿入したものである。配列番号7、配列番号8又は配列番号9で示されるアミノ酸配列は、第2の改変フィブロインで説明したとおりである。 The modified fibroin of (3-i) will be described. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 17 differs from the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 10 (Met-PRT313) corresponding to naturally occurring fibroin in that every two amino acids from the N-terminal side to the C-terminal side (A) n The motif was deleted, and one [(A) n motif-REP] was inserted before the C-terminal sequence. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, or SEQ ID NO: 9 is as described for the second modified fibroin.

配列番号10で示されるアミノ酸配列(天然由来のフィブロインに相当)のギザ比率1:1.8〜11.3におけるx/yの値は15.0%である。配列番号17で示されるアミノ酸配列、及び配列番号7で示されるアミノ酸配列におけるx/yの値は、いずれも93.4%である。配列番号8で示されるアミノ酸配列におけるx/yの値は、92.7%である。配列番号9で示されるアミノ酸配列におけるx/yの値は、89.8%である。配列番号10、配列番号17、配列番号7、配列番号8及び配列番号9で示されるアミノ酸配列におけるz/wの値は、それぞれ46.8%、56.2%、70.1%、66.1%及び70.0%である。   The x / y value of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 10 (corresponding to naturally-occurring fibroin) at a giza ratio of 1: 1.8 to 11.3 is 15.0%. The value of x / y in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 17 and the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 is 93.4%. The value of x / y in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8 is 92.7%. The value of x / y in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9 is 89.8%. The values of z / w in the amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, and SEQ ID NO: 9 are 46.8%, 56.2%, 70.1%, 66. 1% and 70.0%.

(3−i)の改変フィブロインは、配列番号17、配列番号7、配列番号8又は配列番号9で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。   The modified fibroin of (3-i) may be composed of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, or SEQ ID NO: 9.

(3−ii)の改変フィブロインは、配列番号17、配列番号7、配列番号8又は配列番号9で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。(3−ii)の改変フィブロインもまた、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (3-ii) includes an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, or SEQ ID NO: 9. The modified fibroin of (3-ii) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m . The above sequence identity is preferably 95% or more.

(3−ii)の改変フィブロインは、配列番号17、配列番号7、配列番号8又は配列番号9で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有し、かつN末端側からC末端側に向かって、隣合う2つの[(A)モチーフ−REP]ユニットのREPのアミノ酸残基数を順次比較して、アミノ酸残基数が少ないREPのアミノ酸残基数を1としたとき、他方のREPのアミノ酸残基数の比が1.8〜11.3(ギザ比率が1:1.8〜11.3)となる隣合う2つの[(A)モチーフ−REP]ユニットのアミノ酸残基数を足し合わせた合計値の最大値をxとし、ドメイン配列の総アミノ酸残基数をyとしたときに、x/yが64.2%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (3-ii) has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, or SEQ ID NO: 9, and is N-terminal to C-terminal. , The number of amino acid residues of REP of two adjacent [(A) n motif-REP] units is sequentially compared, and when the number of amino acid residues of REP having a small number of amino acid residues is set to 1, the other And the amino acid residues of two adjacent [(A) n motif-REP] units whose ratio of the number of amino acid residues of REP is 1.8 to 11.3 (giza ratio is 1: 1.8 to 11.3). It is preferable that x / y be 64.2% or more, where x is the maximum value of the sum of the base numbers and y is the total number of amino acid residues in the domain sequence.

第3の改変フィブロインは、N末端及びC末端のいずれか一方又は両方に上述したタグ配列を含んでいてもよい。   The third modified fibroin may include the tag sequence described above at one or both of the N-terminus and the C-terminus.

タグ配列を含む改変フィブロインのより具体的な例として、(3−iii)配列番号18(PRT399)、配列番号13(PRT410)、配列番号14(PRT525)若しくは配列番号15(PRT799)で示されるアミノ酸配列、又は(3−iv)配列番号18、配列番号13、配列番号14若しくは配列番号15で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。   As more specific examples of the modified fibroin containing a tag sequence, (3-iii) the amino acid represented by SEQ ID NO: 18 (PRT399), SEQ ID NO: 13 (PRT410), SEQ ID NO: 14 (PRT525), or SEQ ID NO: 15 (PRT799) Modified fibroin comprising a sequence or (3-iv) an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14, or SEQ ID NO: 15 can be mentioned. .

配列番号18、配列番号13、配列番号14及び配列番号15で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号17、配列番号7、配列番号8及び配列番号9で示されるアミノ酸配列のN末端に配列番号11で示されるアミノ酸配列(Hisタグ配列及びヒンジ配列を含む)を付加したものである。   The amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 and SEQ ID NO: 15 are obtained by adding SEQ ID NO: 11 to the N-terminal of the amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 9, respectively. (Including a His tag sequence and a hinge sequence).

(3−iii)の改変フィブロインは、配列番号18、配列番号13、配列番号14又は配列番号15で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。   The modified fibroin of (3-iii) may consist of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14, or SEQ ID NO: 15.

(3−iv)の改変フィブロインは、配列番号18、配列番号13、配列番号14又は配列番号15で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。(3−iv)の改変フィブロインもまた、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (3-iv) includes an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14, or SEQ ID NO: 15. The modified fibroin of (3-iv) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m . The above sequence identity is preferably 95% or more.

(3−iv)の改変フィブロインは、配列番号18、配列番号13、配列番号14又は配列番号15で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有し、かつN末端側からC末端側に向かって、隣合う2つの[(A)モチーフ−REP]ユニットのREPのアミノ酸残基数を順次比較して、アミノ酸残基数が少ないREPのアミノ酸残基数を1としたとき、他方のREPのアミノ酸残基数の比が1.8〜11.3となる隣合う2つの[(A)モチーフ−REP]ユニットのアミノ酸残基数を足し合わせた合計値の最大値をxとし、ドメイン配列の総アミノ酸残基数をyとしたときに、x/yが64.2%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (3-iv) has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14, or SEQ ID NO: 15, and is N-terminal to C-terminal. , The number of amino acid residues of REP of two adjacent [(A) n motif-REP] units is sequentially compared, and when the number of amino acid residues of REP having a small number of amino acid residues is set to 1, the other Is the maximum value of the total value obtained by adding the number of amino acid residues of two adjacent [(A) n motif-REP] units whose ratio of the number of amino acid residues of REP is 1.8 to 11.3. Preferably, x / y is 64.2% or more, where y is the total number of amino acid residues in the domain sequence.

第3の改変フィブロインは、組換えタンパク質生産系において生産されたタンパク質を宿主の外部に放出するための分泌シグナルを含んでいてもよい。分泌シグナルの配列は、宿主の種類に応じて適宜設定することができる。   The third modified fibroin may include a secretion signal for releasing the protein produced in the recombinant protein production system to the outside of the host. The sequence of the secretion signal can be appropriately set according to the type of the host.

第4の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、(A)モチーフの含有量が低減されたことに加え、グリシン残基の含有量が低減されたアミノ酸配列を有するものである。第4の改変フィブロインのドメイン配列は、天然由来のフィブロインと比較して、少なくとも1又は複数の(A)モチーフが欠失したことに加え、更に少なくともREP中の1又は複数のグリシン残基が別のアミノ酸残基に置換されたことに相当するアミノ酸配列を有するものということができる。すなわち、第4の改変フィブロインは、上述した第2の改変フィブロインと、第3の改変フィブロインの特徴を併せ持つ改変フィブロインである。具体的な態様等は、第2の改変フィブロイン、及び第3の改変フィブロインで説明したとおりである。 The fourth modified fibroin has an amino acid sequence whose domain sequence has a reduced content of (A) n motif and a reduced content of glycine residue as compared with a naturally derived fibroin. Have The domain sequence of the fourth modified fibroin differs from that of naturally occurring fibroin in that at least one or more (A) n motifs have been deleted and at least one or more glycine residues in the REP have It can be said that it has an amino acid sequence equivalent to being replaced with another amino acid residue. That is, the fourth modified fibroin is a modified fibroin having the characteristics of the second modified fibroin and the third modified fibroin described above. Specific embodiments and the like are as described for the second modified fibroin and the third modified fibroin.

第4の改変フィブロインのより具体的な例として、(4−i)配列番号7(Met−PRT410)、配列番号8(Met−PRT525)、配列番号9(Met−PRT799)、配列番号13(PRT410)、配列番号14(PRT525)若しくは配列番号15(PRT799)で示されるアミノ酸配列、又は(4−ii)配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番号13、配列番号14若しくは配列番号15で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番号13、配列番号14又は配列番号15で示されるアミノ酸配列を含む改変フィブロインの具体的な態様は上述のとおりである。   As a more specific example of the fourth modified fibroin, (4-i) SEQ ID NO: 7 (Met-PRT410), SEQ ID NO: 8 (Met-PRT525), SEQ ID NO: 9 (Met-PRT799), SEQ ID NO: 13 (PRT410) ), The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 14 (PRT525) or SEQ ID NO: 15 (PRT799), or (4-ii) SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14, or SEQ ID NO: 15 And a modified fibroin comprising an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by. Specific embodiments of the modified fibroin comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14, or SEQ ID NO: 15 are as described above.

第5の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、REP中の1又は複数のアミノ酸残基が疎水性指標の大きいアミノ酸残基に置換されたこと、及び/又はREP中に1又は複数の疎水性指標の大きいアミノ酸残基が挿入されたことに相当する、局所的に疎水性指標の大きい領域を含むアミノ酸配列を有するものであってよい。   The fifth modified fibroin has a domain sequence in which one or more amino acid residues in REP have been replaced by amino acid residues having a large hydrophobicity index as compared to naturally occurring fibroin, and / or It may have an amino acid sequence locally including a region having a large hydrophobicity index, corresponding to insertion of one or more amino acid residues having a large hydrophobicity index therein.

局所的に疎水性指標の大きい領域は、連続する2〜4アミノ酸残基で構成されていることが好ましい。   It is preferable that the region having a locally large hydrophobicity index is composed of continuous 2 to 4 amino acid residues.

上述の疎水性指標の大きいアミノ酸残基は、イソロイシン(I)、バリン(V)、ロイシン(L)、フェニルアラニン(F)、システイン(C)、メチオニン(M)及びアラニン(A)から選ばれるアミノ酸残基であることがより好ましい。   The amino acid residue having a large hydrophobicity index is selected from isoleucine (I), valine (V), leucine (L), phenylalanine (F), cysteine (C), methionine (M), and alanine (A). More preferably, it is a residue.

第5の改変フィブロインは、天然由来のフィブロインと比較して、REP中の1又は複数のアミノ酸残基が疎水性指標の大きいアミノ酸残基に置換されたこと、及び/又はREP中に1又は複数の疎水性指標の大きいアミノ酸残基が挿入されたことに相当する改変に加え、更に、天然由来のフィブロインと比較して、1又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び/又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変があってもよい。   The fifth modified fibroin may have one or more amino acid residues in the REP replaced with amino acid residues having a higher hydrophobicity index, and / or one or more amino acids in the REP as compared to a naturally occurring fibroin. In addition to the modification corresponding to the insertion of an amino acid residue having a large hydrophobicity index, one or more amino acid residues may be substituted, deleted, inserted and / or added as compared with naturally occurring fibroin. There may be an amino acid sequence modification corresponding to the above.

第5の改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列からREP中の1又は複数の親水性アミノ酸残基(例えば、疎水性指標がマイナスであるアミノ酸残基)を疎水性アミノ酸残基(例えば、疎水性指標がプラスであるアミノ酸残基)に置換すること、及び/又はREP中に1又は複数の疎水性アミノ酸残基を挿入することにより得ることができる。また、例えば、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列からREP中の1又は複数の親水性アミノ酸残基を疎水性アミノ酸残基に置換したこと、及び/又はREP中に1又は複数の疎水性アミノ酸残基を挿入したことに相当するアミノ酸配列を設計し、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより得ることもできる。いずれの場合においても、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列からREP中の1又は複数の親水性アミノ酸残基を疎水性アミノ酸残基に置換したこと、及び/又はREP中に1又は複数の疎水性アミノ酸残基を挿入したことに相当する改変に加え、更に1又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び/又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変を行ってもよい。   The fifth modified fibroin is, for example, one or more hydrophilic amino acid residues (for example, amino acid residues having a negative hydrophobicity index) in the REP from the cloned natural fibroin gene sequence, It can be obtained by substituting a group (for example, an amino acid residue having a positive hydrophobicity index) and / or inserting one or more hydrophobic amino acid residues into REP. In addition, for example, one or more hydrophilic amino acid residues in REP were replaced with hydrophobic amino acid residues from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin, and / or one or more hydrophobic amino acid residues in REP. Can be obtained by designing an amino acid sequence corresponding to the insertion of the amino acid sequence and chemically synthesizing a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence. In any case, one or more hydrophilic amino acid residues in REP were replaced with hydrophobic amino acid residues from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin, and / or one or more hydrophobic amino acid residues in REP. In addition to the modification corresponding to the insertion of the residue, the amino acid sequence corresponding to the substitution, deletion, insertion and / or addition of one or more amino acid residues may be further modified.

第5の改変フィブロインは、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含み、最もC末端側に位置する(A)モチーフから上記ドメイン配列のC末端までの配列を上記ドメイン配列から除いた配列に含まれる全てのREPにおいて、連続する4アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が2.6以上となる領域に含まれるアミノ酸残基の総数をpとし、最もC末端側に位置する(A)モチーフから上記ドメイン配列のC末端までの配列を上記ドメイン配列から除いた配列に含まれるアミノ酸残基の総数をqとしたときに、p/qが6.2%以上であるアミノ酸配列を有してもよい。 The fifth modified fibroin comprises a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m , and extends from the (A) n motif located at the most C-terminal side to the C-terminus of the domain sequence. In all REPs included in the sequence excluding the sequence from the domain sequence, the total number of amino acid residues included in a region where the average value of the hydrophobicity index of four consecutive amino acid residues is 2.6 or more is p, Assuming that the total number of amino acid residues contained in the sequence obtained by removing the sequence from the (A) n motif located at the most C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence from the domain sequence is q, p / q is 6 .2% or more.

アミノ酸残基の疎水性指標については、公知の指標(Hydropathy index:Kyte J,&Doolittle R(1982)“A simple method for displaying the hydropathic character of a protein”,J.Mol.Biol.,157,pp.105−132)を使用する。具体的には、各アミノ酸の疎水性指標(ハイドロパシー・インデックス、以下「HI」とも記す。)は、下記表1に示すとおりである。   Regarding the hydrophobicity index of amino acid residues, a publicly known index (Hydropathy index: Kyte J, & Doolittle R (1982) "A simple method for displaying the hydrodynamic character of a protein, B.Mol., J. Mol. 105-132). Specifically, the hydropathic index (hydropathic index, hereinafter also referred to as “HI”) of each amino acid is as shown in Table 1 below.

Figure 2020020070
Figure 2020020070

p/qの算出方法を更に詳細に説明する。算出には、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列から、最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列を除いた配列(以下、「配列A」とする)を用いる。まず、配列Aに含まれる全てのREPにおいて、連続する4アミノ酸残基の疎水性指標の平均値を算出する。疎水性指標の平均値は、連続する4アミノ酸残基に含まれる各アミノ酸残基のHIの総和を4(アミノ酸残基数)で除して求める。疎水性指標の平均値は、全ての連続する4アミノ酸残基について求める(各アミノ酸残基は、1〜4回平均値の算出に用いられる。)。次いで、連続する4アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が2.6以上となる領域を特定する。あるアミノ酸残基が、複数の「疎水性指標の平均値が2.6以上となる連続する4アミノ酸残基」に該当する場合であっても、領域中には1アミノ酸残基として含まれることになる。そして、当該領域に含まれるアミノ酸残基の総数がpである。また、配列Aに含まれるアミノ酸残基の総数がqである。 The method of calculating p / q will be described in more detail. For the calculation, a sequence obtained by removing the sequence from the (A) n motif located closest to the C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence from the domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m (Hereinafter, referred to as “sequence A”). First, in all REPs included in sequence A, the average value of the hydrophobicity index of four consecutive amino acid residues is calculated. The average value of the hydrophobicity index is determined by dividing the total sum of HI of each amino acid residue contained in four consecutive amino acid residues by 4 (the number of amino acid residues). The average value of the hydrophobicity index is obtained for all four consecutive amino acid residues (each amino acid residue is used for calculating the average value one to four times). Next, a region where the average value of the hydrophobicity index of four consecutive amino acid residues is 2.6 or more is specified. Even when a certain amino acid residue corresponds to a plurality of “consecutive four amino acid residues having an average value of the hydrophobicity index of 2.6 or more”, it is included as one amino acid residue in the region. become. Then, the total number of amino acid residues contained in the region is p. The total number of amino acid residues contained in sequence A is q.

例えば、「疎水性指標の平均値が2.6以上となる連続する4アミノ酸残基」が20カ所抽出された場合(重複はなし)、連続する4アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が2.6以上となる領域には、連続する4アミノ酸残基(重複はなし)が20含まれることになり、pは20×4=80である。また、例えば、2つの「疎水性指標の平均値が2.6以上となる連続する4アミノ酸残基」が1アミノ酸残基だけ重複して存在する場合、連続する4アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が2.6以上となる領域には、7アミノ酸残基含まれることになる(p=2×4−1=7。「−1」は重複分の控除である。)。例えば、図4に示したドメイン配列の場合、「疎水性指標の平均値が2.6以上となる連続する4アミノ酸残基」が重複せずに7つ存在するため、pは7×4=28となる。また、例えば、図4に示したドメイン配列の場合、qは4+50+4+40+4+10+4+20+4+30=170である(C末端側の最後に存在する(A)モチーフは含めない)。次に、pをqで除すことによって、p/q(%)を算出することができる。図4の場合28/170=16.47%となる。 For example, when “consecutive 4 amino acid residues having an average value of the hydrophobicity index of 2.6 or more” are extracted at 20 locations (without duplication), the average value of the hydrophobicity index of the 4 consecutive amino acid residues is 2 The region of .6 or more would contain 20 consecutive 4 amino acid residues (no duplication), and p would be 20 × 4 = 80. For example, when two “consecutive four amino acid residues having an average value of the hydrophobicity index of 2.6 or more” overlap by one amino acid residue, the hydrophobicity index of four consecutive amino acid residues A region having an average value of 2.6 or more contains 7 amino acid residues (p = 2 × 4-1 = 7. “−1” is a deduction for duplication). For example, in the case of the domain sequence shown in FIG. 4, there are seven consecutive “4 consecutive amino acid residues having an average value of the hydrophobicity index of 2.6 or more” without overlapping. 28. Also, for example, in the case of the domain sequence shown in FIG. 4, q is 4 + 50 + 4 + 40 + 4 + 10 + 4 + 20 + 4 + 30 = 170 (the last (A) n motif on the C-terminal side is not included). Next, p / q (%) can be calculated by dividing p by q. In the case of FIG. 4, 28/170 = 16.47%.

第5の改変フィブロインにおいて、p/qは、6.2%以上であることが好ましく、7%以上であることがより好ましく、10%以上であることが更に好ましく、20%以上であることが更により好ましく、30%以上であることが更によりまた好ましい。p/qの上限は、特に制限されないが、例えば、45%以下であってもよい。   In the fifth modified fibroin, p / q is preferably 6.2% or more, more preferably 7% or more, further preferably 10% or more, and more preferably 20% or more. Even more preferably, it is even more preferably 30% or more. The upper limit of p / q is not particularly limited, but may be, for example, 45% or less.

第5の改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインのアミノ酸配列を、上記のp/qの条件を満たすように、REP中の1又は複数の親水性アミノ酸残基(例えば、疎水性指標がマイナスであるアミノ酸残基)を疎水性アミノ酸残基(例えば、疎水性指標がプラスであるアミノ酸残基)に置換すること、及び/又はREP中に1又は複数の疎水性アミノ酸残基を挿入することにより、局所的に疎水性指標の大きい領域を含むアミノ酸配列に改変することにより得ることができる。また、例えば、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から上記のp/qの条件を満たすアミノ酸配列を設計し、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより得ることもできる。いずれの場合においても、天然由来のフィブロインと比較して、REP中の1又は複数のアミノ酸残基が疎水性指標の大きいアミノ酸残基に置換されたこと、及び/又はREP中に1又は複数の疎水性指標の大きいアミノ酸残基が挿入されたことに相当する改変に加え、更に1又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び/又は付加したことに相当する改変を行ってもよい。   The fifth modified fibroin is, for example, one or a plurality of hydrophilic amino acid residues (for example, a hydrophobicity index) in the REP so that the amino acid sequence of the cloned natural fibroin is satisfied so as to satisfy the above-mentioned p / q conditions. Substituting a negative amino acid residue with a hydrophobic amino acid residue (eg, an amino acid residue having a positive hydrophobicity index) and / or inserting one or more hydrophobic amino acid residues into the REP By doing so, it can be obtained by locally modifying the amino acid sequence to include a region having a large hydrophobicity index. Further, for example, it can also be obtained by designing an amino acid sequence satisfying the above-mentioned p / q condition from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin, and chemically synthesizing a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence. In each case, one or more amino acid residues in the REP have been replaced by amino acid residues with a higher hydrophobicity index and / or one or more amino acid residues in the REP as compared to naturally occurring fibroin. In addition to the modification corresponding to the insertion of an amino acid residue having a large hydrophobicity index, a modification corresponding to substitution, deletion, insertion, and / or addition of one or more amino acid residues may be performed. .

疎水性指標の大きいアミノ酸残基としては、特に制限はないが、イソロイシン(I)、バリン(V)、ロイシン(L)、フェニルアラニン(F)、システイン(C)、メチオニン(M)及びアラニン(A)が好ましく、バリン(V)、ロイシン(L)及びイソロイシン(I)がより好ましい。   The amino acid residue having a large hydrophobicity index is not particularly limited, but isoleucine (I), valine (V), leucine (L), phenylalanine (F), cysteine (C), methionine (M), and alanine (A Is preferred, and valine (V), leucine (L) and isoleucine (I) are more preferred.

第5の改変フィブロインのより具体的な例として、(5−i)配列番号19(Met−PRT720)、配列番号20(Met−PRT665)若しくは配列番号21(Met−PRT666)で示されるアミノ酸配列、又は(5−ii)配列番号19、配列番号20若しくは配列番号21で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。   As a more specific example of the fifth modified fibroin, (5-i) an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 19 (Met-PRT665), SEQ ID NO: 20 (Met-PRT665) or SEQ ID NO: 21 (Met-PRT666); Or (5-ii) a modified fibroin comprising an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20, or SEQ ID NO: 21.

(5−i)の改変フィブロインについて説明する。配列番号19で示されるアミノ酸配列は、配列番号7(Met−PRT410)で示されるアミノ酸配列に対し、C末端側の端末を除いて、REP一つ置きにそれぞれ3アミノ酸残基からなるアミノ酸配列(VLI)を2カ所挿入し、さらに一部のグルタミン残基(G)をセリン残基(S)に置換し、かつC末端側の一部のアミノ酸を欠失させたものである。配列番号20で示されるアミノ酸配列は、配列番号8(Met−PRT525)で示されるアミノ酸配列に対し、REP一つ置きにそれぞれ3アミノ酸残基からなるアミノ酸配列(VLI)を1カ所挿入したものである。配列番号21で示されるアミノ酸配列は、配列番号8で示されるアミノ酸配列に対し、REP一つ置きにそれぞれ3アミノ酸残基からなるアミノ酸配列(VLI)を2カ所挿入したものである。   The modified fibroin of (5-i) will be described. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 19 is the same as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 (Met-PRT410) except for the terminal at the C-terminal side, which comprises three amino acid residues every other REP ( VLI) was inserted at two positions, a part of the glutamine residue (G) was replaced with a serine residue (S), and a part of the C-terminal amino acid was deleted. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 20 is obtained by inserting one amino acid sequence (VLI) consisting of three amino acid residues every other REP into the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8 (Met-PRT525). is there. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 21 is obtained by inserting two amino acid sequences (VLI) each consisting of three amino acid residues every other REP into the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8.

(5−i)の改変フィブロインは、配列番号19、配列番号20又は配列番号21で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。   The modified fibroin of (5-i) may consist of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20, or SEQ ID NO: 21.

(5−ii)の改変フィブロインは、配列番号19、配列番号20又は配列番号21で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。(5−ii)の改変フィブロインもまた、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (5-ii) contains an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20, or SEQ ID NO: 21. The modified fibroin of (5-ii) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m . The above sequence identity is preferably 95% or more.

(5−ii)の改変フィブロインは、配列番号19、配列番号20又は配列番号21で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有し、かつ最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれる全てのREPにおいて、連続する4アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が2.6以上となる領域に含まれるアミノ酸残基の総数をpとし、最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれるアミノ酸残基の総数をqとしたときに、p/qが6.2%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (5-ii) has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20, or SEQ ID NO: 21, and is located at the most C-terminal side (A) n In all REPs contained in the sequence excluding the sequence from the motif to the C-terminus of the domain sequence from the domain sequence, amino acids contained in a region where the average value of the hydrophobicity index of four consecutive amino acid residues is 2.6 or more When the total number of residues is p, and the total number of amino acid residues contained in the sequence obtained by removing the sequence from the (A) n motif located at the most C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence from the domain sequence is q , P / q is preferably at least 6.2%.

第5の改変フィブロインは、N末端及びC末端のいずれか一方又は両方にタグ配列を含んでいてもよい。   The fifth modified fibroin may include a tag sequence at one or both of the N-terminus and the C-terminus.

タグ配列を含む改変フィブロインのより具体的な例として、(5−iii)配列番号22(PRT720)、配列番号23(PRT665)若しくは配列番号24(PRT666)で示されるアミノ酸配列、又は(5−iv)配列番号22、配列番号23若しくは配列番号24で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。   As more specific examples of the modified fibroin including the tag sequence, (5-iii) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 22 (PRT720), SEQ ID NO: 23 (PRT665) or SEQ ID NO: 24 (PRT666), or (5-iv) ) Modified fibroin comprising an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23 or SEQ ID NO: 24.

配列番号22、配列番号23及び配列番号24で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号19、配列番号20及び配列番号21で示されるアミノ酸配列のN末端に配列番号11で示されるアミノ酸配列(Hisタグ配列及びヒンジ配列を含む)を付加したものである。   The amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23 and SEQ ID NO: 24 correspond to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11 (His tag) at the N-terminal of the amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20 and SEQ ID NO: 21, respectively. Sequences and hinge sequences).

(5−iii)の改変フィブロインは、配列番号22、配列番号23又は配列番号24で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。   The modified fibroin of (5-iii) may consist of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23 or SEQ ID NO: 24.

(5−iv)の改変フィブロインは、配列番号22、配列番号23又は配列番号24で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。(5−iv)の改変フィブロインもまた、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (5-iv) contains an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23 or SEQ ID NO: 24. The modified fibroin of (5-iv) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m . The above sequence identity is preferably 95% or more.

(5−iv)の改変フィブロインは、配列番号22、配列番号23又は配列番号24で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有し、かつ最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれる全てのREPにおいて、連続する4アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が2.6以上となる領域に含まれるアミノ酸残基の総数をpとし、最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれるアミノ酸残基の総数をqとしたときに、p/qが6.2%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (5-iv) has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23 or SEQ ID NO: 24, and is located at the most C-terminal side (A) n In all REPs contained in the sequence excluding the sequence from the motif to the C-terminus of the domain sequence from the domain sequence, amino acids contained in a region where the average value of the hydrophobicity index of four consecutive amino acid residues is 2.6 or more When the total number of residues is p, and the total number of amino acid residues contained in the sequence obtained by removing the sequence from the (A) n motif located at the most C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence from the domain sequence is q , P / q is preferably at least 6.2%.

第5の改変フィブロインは、組換えタンパク質生産系において生産されたタンパク質を宿主の外部に放出するための分泌シグナルを含んでいてもよい。分泌シグナルの配列は、宿主の種類に応じて適宜設定することができる。   The fifth modified fibroin may include a secretion signal for releasing a protein produced in the recombinant protein production system to the outside of the host. The sequence of the secretion signal can be appropriately set according to the type of the host.

第6の改変フィブロインは、天然由来のフィブロインと比較して、グルタミン残基の含有量が低減されたアミノ酸配列を有する。   The sixth modified fibroin has an amino acid sequence with a reduced content of glutamine residues as compared to naturally occurring fibroin.

第6の改変フィブロインは、REPのアミノ酸配列中に、GGXモチーフ及びGPGXXモチーフから選ばれる少なくとも一つのモチーフが含まれていることが好ましい。   The sixth modified fibroin preferably has at least one motif selected from a GGX motif and a GPGXX motif in the amino acid sequence of REP.

第6の改変フィブロインが、REP中にGPGXXモチーフを含む場合、GPGXXモチーフ含有率は、通常1%以上であり、5%以上であってもよく、10%以上であるのが好ましい。GPGXXモチーフ含有率の上限に特に制限はなく、50%以下であってよく、30%以下であってもよい。   When the sixth modified fibroin contains a GPGXX motif in the REP, the content of the GPGXX motif is usually 1% or more, and may be 5% or more, and preferably 10% or more. The upper limit of the GPGXX motif content is not particularly limited, and may be 50% or less, or 30% or less.

本明細書において、「GPGXXモチーフ含有率」は、以下の方法により算出される値である。
式1:[(A)モチーフ−REP]、又は式2:[(A)モチーフ−REP]−(A)モチーフで表されるドメイン配列を含むフィブロイン(改変フィブロイン又は天然由来のフィブロイン)において、最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれる全てのREPにおいて、その領域に含まれるGPGXXモチーフの個数の総数を3倍した数(即ち、GPGXXモチーフ中のG及びPの総数に相当)をsとし、最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除き、更に(A)モチーフを除いた全REPのアミノ酸残基の総数をtとしたときに、GPGXXモチーフ含有率はs/tとして算出される。
In the present specification, the “GPGXX motif content” is a value calculated by the following method.
Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: fibroin containing a domain sequence represented by [(A) n motif-REP] m- (A) n motif (modified fibroin or naturally occurring fibroin) Fibroin), the number of GPGXX motifs contained in the region of all REPs contained in the sequence excluding the sequence from the (A) n motif located at the most C-terminal side to the C-terminus of the domain sequence from the domain sequence The number obtained by multiplying the total number by 3 (ie, the total number of G and P in the GPGXX motif) is represented by s, and the sequence from the (A) n motif located at the most C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence is represented by (A) When the total number of amino acid residues of all REPs excluding the (A) n motif is represented by t, the content of the GPGXX motif is calculated as s / t. It is.

GPGXXモチーフ含有率の算出において、「最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」を対象としているのは、「最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列」(REPに相当する配列)には、フィブロインに特徴的な配列と相関性の低い配列が含まれることがあり、mが小さい場合(つまり、ドメイン配列が短い場合)、GPGXXモチーフ含有率の算出結果に影響するので、この影響を排除するためである。なお、REPのC末端に「GPGXXモチーフ」が位置する場合、「XX」が例えば「AA」の場合であっても、「GPGXXモチーフ」として扱う。 In the calculation of the content rate of the GPGXX motif, the target of “the sequence in which the sequence from the (A) n motif located at the most C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence is excluded from the domain sequence” is “the most C-terminal side”. (A) Sequence from the n motif to the C-terminus of the domain sequence ”(sequence corresponding to REP) may include a sequence having low correlation with a sequence characteristic of fibroin, and m may be small. In this case (that is, when the domain sequence is short), the calculation result of the GPGXX motif content is affected, so that this effect is eliminated. When the “GPGXX motif” is located at the C-terminus of the REP, even if “XX” is, for example, “AA”, it is treated as “GPGXX motif”.

図5は、改変フィブロインのドメイン配列を示す模式図である。図5を参照しながらGPGXXモチーフ含有率の算出方法を具体的に説明する。まず、図5に示した改変フィブロインのドメイン配列(「[(A)モチーフ−REP]−(A)モチーフ」タイプである。)では、全てのREPが「最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」(図5中、「領域A」で示した配列。)に含まれているため、sを算出するためのGPGXXモチーフの個数は7であり、sは7×3=21となる。同様に、全てのREPが「最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」(図5中、「領域A」で示した配列。)に含まれているため、当該配列から更に(A)モチーフを除いた全REPのアミノ酸残基の総数tは50+40+10+20+30=150である。次に、sをtで除すことによって、s/t(%)を算出することができ、図5の改変フィブロインの場合21/150=14.0%となる。 FIG. 5 is a schematic diagram showing the domain sequence of a modified fibroin. The method of calculating the content rate of the GPGXX motif will be specifically described with reference to FIG. First, in the domain sequence of the modified fibroin shown in FIG. 5 (“[(A) n motif-REP] m- (A) n motif” type), all REPs are located at the most C-terminal side. (A) A sequence obtained by removing the sequence from the n motif to the C-terminus of the domain sequence from the domain sequence ”(the sequence shown as“ region A ”in FIG. 5). The number of GPGXX motifs is 7, and s is 7 × 3 = 21. Similarly, all REPs are “sequences obtained by removing the sequence from the (A) n motif located at the most C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence from the domain sequence” (the sequence shown as “region A” in FIG. 5). ), The total number t of amino acid residues of all REPs excluding the (A) n motif from the sequence is 50 + 40 + 10 + 20 + 30 = 150. Next, by dividing s by t, s / t (%) can be calculated. In the case of the modified fibroin of FIG. 5, 21/150 = 14.0%.

第6の改変フィブロインは、グルタミン残基含有率が9%以下であることが好ましく、7%以下であることがより好ましく、4%以下であることが更に好ましく、0%であることが特に好ましい。   The sixth modified fibroin preferably has a glutamine residue content of 9% or less, more preferably 7% or less, still more preferably 4% or less, and particularly preferably 0%. .

本明細書において、「グルタミン残基含有率」は、以下の方法により算出される値である。
式1:[(A)モチーフ−REP]、又は式2:[(A)モチーフ−REP]−(A)モチーフで表されるドメイン配列を含むフィブロイン(改変フィブロイン又は天然由来のフィブロイン)において、最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列(図5の「領域A」に相当する配列。)に含まれる全てのREPにおいて、その領域に含まれるグルタミン残基の総数をuとし、最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除き、更に(A)モチーフを除いた全REPのアミノ酸残基の総数をtとしたときに、グルタミン残基含有率はu/tとして算出される。グルタミン残基含有率の算出において、「最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」を対象としている理由は、上述した理由と同様である。
In the present specification, the “glutamine residue content” is a value calculated by the following method.
Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: fibroin containing a domain sequence represented by [(A) n motif-REP] m- (A) n motif (modified fibroin or naturally occurring fibroin) Fibroin), the sequence (the sequence corresponding to “region A” in FIG. 5) in which the sequence from the (A) n motif located closest to the C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence is excluded from the domain sequence. In the REP, the total number of glutamine residues contained in the region is defined as u, and the sequence from the (A) n motif located at the most C-terminal side to the C-terminus of the domain sequence is excluded from the domain sequence, and further (A) n The glutamine residue content is calculated as u / t, where t is the total number of amino acid residues in all REPs excluding the motif. In the calculation of the glutamine residue content, the reason why the “sequence in which the sequence from the (A) n motif located closest to the C-terminal to the C-terminal of the domain sequence is excluded from the domain sequence” is targeted is as described above. The same is true.

第6の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、REP中の1又は複数のグルタミン残基を欠失したこと、又は他のアミノ酸残基に置換したことに相当するアミノ酸配列を有するものであってよい。   The sixth modified fibroin corresponds to the fact that its domain sequence has one or more glutamine residues in the REP deleted or replaced with other amino acid residues, as compared to the naturally occurring fibroin. It may have an amino acid sequence.

「他のアミノ酸残基」は、グルタミン残基以外のアミノ酸残基であればよいが、グルタミン残基よりも疎水性指標の大きいアミノ酸残基であることが好ましい。アミノ酸残基の疎水性指標は表1に示すとおりである。   The “other amino acid residue” may be any amino acid residue other than a glutamine residue, but is preferably an amino acid residue having a larger hydrophobicity index than a glutamine residue. The hydrophobicity index of amino acid residues is as shown in Table 1.

表1に示すとおり、グルタミン残基よりも疎水性指標の大きいアミノ酸残基としては、イソロイシン(I)、バリン(V)、ロイシン(L)、フェニルアラニン(F)、システイン(C)、メチオニン(M)アラニン(A)、グリシン(G)、スレオニン(T)、セリン(S)、トリプトファン(W)、チロシン(Y)、プロリン(P)及びヒスチジン(H)から選ばれるアミノ酸残基を挙げることができる。これらの中でも、イソロイシン(I)、バリン(V)、ロイシン(L)、フェニルアラニン(F)、システイン(C)、メチオニン(M)及びアラニン(A)から選ばれるアミノ酸残基であることがより好ましく、イソロイシン(I)、バリン(V)、ロイシン(L)及びフェニルアラニン(F)から選ばれるアミノ酸残基であることが更に好ましい。   As shown in Table 1, amino acid residues having a larger hydrophobicity index than glutamine residues include isoleucine (I), valine (V), leucine (L), phenylalanine (F), cysteine (C), and methionine (M ) Amino acid residues selected from alanine (A), glycine (G), threonine (T), serine (S), tryptophan (W), tyrosine (Y), proline (P) and histidine (H). it can. Among them, an amino acid residue selected from isoleucine (I), valine (V), leucine (L), phenylalanine (F), cysteine (C), methionine (M) and alanine (A) is more preferable. , Isoleucine (I), valine (V), leucine (L) and phenylalanine (F).

第6の改変フィブロインは、REPの疎水性度が、−0.8以上であることが好ましく、−0.7以上であることがより好ましく、0以上であることが更に好ましく、0.3以上であることが更により好ましく、0.4以上であることが特に好ましい。REPの疎水性度の上限に特に制限はなく、1.0以下であってよく、0.7以下であってもよい。   In the sixth modified fibroin, the hydrophobicity of REP is preferably -0.8 or more, more preferably -0.7 or more, still more preferably 0 or more, and 0.3 or more. Is still more preferable, and it is particularly preferable that it is 0.4 or more. The upper limit of the hydrophobicity of REP is not particularly limited, and may be 1.0 or less, or may be 0.7 or less.

本明細書において、「REPの疎水性度」は、以下の方法により算出される値である。
式1:[(A)モチーフ−REP]、又は式2:[(A)モチーフ−REP]−(A)モチーフで表されるドメイン配列を含むフィブロイン(改変フィブロイン又は天然由来のフィブロイン)において、最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列(図5の「領域A」に相当する配列。)に含まれる全てのREPにおいて、その領域の各アミノ酸残基の疎水性指標の総和をvとし、最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除き、更に(A)モチーフを除いた全REPのアミノ酸残基の総数をtとしたときに、REPの疎水性度はv/tとして算出される。REPの疎水性度の算出において、「最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」を対象としている理由は、上述した理由と同様である。
In the present specification, the “REP hydrophobicity” is a value calculated by the following method.
Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: fibroin containing a domain sequence represented by [(A) n motif-REP] m- (A) n motif (modified fibroin or naturally occurring fibroin) Fibroin), the sequence (the sequence corresponding to “region A” in FIG. 5) in which the sequence from the (A) n motif located closest to the C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence is excluded from the domain sequence. In the REP, the sum of the hydrophobicity indices of each amino acid residue in the region is defined as v, and the sequence from the (A) n motif located closest to the C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence is removed from the domain sequence. A) The hydrophobicity of REP is calculated as v / t, where t is the total number of amino acid residues of all REPs excluding n motifs. In the calculation of the degree of hydrophobicity of the REP, the reason why the “sequence in which the sequence from the (A) n motif located at the most C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence is excluded from the domain sequence” is targeted is as described above. The same is true.

第6の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、REP中の1又は複数のグルタミン残基を欠失したこと、及び/又はREP中の1又は複数のグルタミン残基を他のアミノ酸残基に置換したことに相当する改変に加え、更に1又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び/又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変があってもよい。   The sixth modified fibroin may have a domain sequence that is missing one or more glutamine residues in the REP and / or one or more glutamine residues in the REP, as compared to the naturally occurring fibroin. In addition to the modification corresponding to the substitution of with another amino acid residue, there may be an amino acid sequence modification equivalent to the substitution, deletion, insertion and / or addition of one or more amino acid residues. .

第6の改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列からREP中の1又は複数のグルタミン残基を欠失させること、及び/又はREP中の1又は複数のグルタミン残基を他のアミノ酸残基に置換することにより得ることができる。また、例えば、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列からREP中の1又は複数のグルタミン残基を欠失したこと、及び/又はREP中の1又は複数のグルタミン残基を他のアミノ酸残基に置換したことに相当するアミノ酸配列を設計し、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより得ることもできる。   The sixth modified fibroin may, for example, delete one or more glutamine residues in the REP from the cloned naturally occurring fibroin gene sequence and / or remove one or more glutamine residues in the REP. By substituting the amino acid residue with In addition, for example, one or more glutamine residues in REP were deleted from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin, and / or one or more glutamine residues in REP were replaced with other amino acid residues. It can also be obtained by designing an amino acid sequence corresponding to the above and chemically synthesizing a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence.

第6の改変フィブロインのより具体的な例として、(6−i)配列番号25(Met−PRT888)、配列番号26(Met−PRT965)、配列番号27(Met−PRT889)、配列番号28(Met−PRT916)、配列番号29(Met−PRT918)、配列番号30(Met−PRT699)、配列番号31(Met−PRT698)若しくは配列番号32(Met−PRT1009)で示されるアミノ酸配列を含む改変フィブロイン、又は(6−ii)配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28、配列番号29、配列番号30、配列番号31若しくは配列番号32で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む改変フィブロインを挙げることができる。   As more specific examples of the sixth modified fibroin, (6-i) SEQ ID NO: 25 (Met-PRT888), SEQ ID NO: 26 (Met-PRT965), SEQ ID NO: 27 (Met-PRT889), SEQ ID NO: 28 (Met) -PRT916), modified fibroin comprising an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 29 (Met-PRT699), SEQ ID NO: 30 (Met-PRT699), SEQ ID NO: 31 (Met-PRT698) or SEQ ID NO: 32 (Met-PRT1009), or (6-ii) having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO: 26, SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31, or SEQ ID NO: 32 Modified fibroin containing the amino acid sequence having the same.

(6−i)の改変フィブロインについて説明する。配列番号25で示されるアミノ酸配列は、配列番号7で示されるアミノ酸配列(Met−PRT410)中のQQを全てVLに置換したものである。配列番号26で示されるアミノ酸配列は、配列番号7で示されるアミノ酸配列中のQQを全てTSに置換し、かつ残りのQをAに置換したものである。配列番号27で示されるアミノ酸配列は、配列番号7で示されるアミノ酸配列中のQQを全てVLに置換し、かつ残りのQをIに置換したものである。配列番号28で示されるアミノ酸配列は、配列番号7で示されるアミノ酸配列中のQQを全てVIに置換し、かつ残りのQをLに置換したものである。配列番号29で示されるアミノ酸配列は、配列番号7で示されるアミノ酸配列中のQQを全てVFに置換し、かつ残りのQをIに置換したものである。   The modified fibroin (6-i) will be described. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 25 is obtained by replacing all QQs in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 (Met-PRT410) with VL. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 26 is obtained by substituting all QQs in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 with TS, and substituting the remaining Q with A. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 27 is obtained by substituting all QQs in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 with VL and substituting the remaining Q with I. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 28 is obtained by substituting all QQ in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 with VI, and substituting the remaining Q with L. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 29 is obtained by substituting all QQs in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 with VF and substituting the remaining Q with I.

配列番号30で示されるアミノ酸配列は、配列番号8で示されるアミノ酸配列(Met−PRT525)中のQQを全てVLに置換したものである。配列番号31で示されるアミノ酸配列は、配列番号8で示されるアミノ酸配列中のQQを全てVLに置換し、かつ残りのQをIに置換したものである。   The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 30 is obtained by replacing all QQs in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8 (Met-PRT525) with VL. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 31 is obtained by substituting all QQs in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8 with VL and substituting the remaining Q with I.

配列番号32で示されるアミノ酸配列は、配列番号7で示されるアミノ酸配列(Met−PRT410)中に存在する20個のドメイン配列の領域(但し、当該領域のC末端側の数アミノ酸残基が置換されている。)を4回繰り返した配列中のQQを全てVFに置換し、かつ残りのQをIに置換したものである。   The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 32 is a region of 20 domain sequences present in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 (Met-PRT410) (however, several amino acid residues on the C-terminal side of the region are substituted) Is repeated four times, all QQ in the sequence are replaced with VF, and the remaining Q is replaced with I.

配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28、配列番号29、配列番号30、配列番号31及び配列番号32で示されるアミノ酸配列は、いずれもグルタミン残基含有率は9%以下である(表2)。   The amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO: 26, SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31, and SEQ ID NO: 32 all have a glutamine residue content of 9% or less. (Table 2).

Figure 2020020070
Figure 2020020070

(6−i)の改変フィブロインは、配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28、配列番号29、配列番号30、配列番号31又は配列番号32で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。   The modified fibroin of (6-i) consists of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO: 26, SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31 or SEQ ID NO: 32 There may be.

(6−ii)の改変フィブロインは、配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28、配列番号29、配列番号30、配列番号31又は配列番号32で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。(6−ii)の改変フィブロインもまた、式1:[(A)モチーフ−REP]、又は式2:[(A)モチーフ−REP]−(A)モチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (6-ii) has 90% or more of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO: 26, SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31 or SEQ ID NO: 32 And amino acid sequences having the same sequence identity. The modified fibroin of (6-ii) also has a domain represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m- (A) n motif. A protein containing a sequence. The above sequence identity is preferably 95% or more.

(6−ii)の改変フィブロインは、グルタミン残基含有率が9%以下であることが好ましい。また、(6−ii)の改変フィブロインは、GPGXXモチーフ含有率が10%以上であることが好ましい。   The modified fibroin of (6-ii) preferably has a glutamine residue content of 9% or less. Further, the modified fibroin of (6-ii) preferably has a GPGXX motif content of 10% or more.

第6の改変フィブロインは、N末端及びC末端のいずれか一方又は両方にタグ配列を含んでいてもよい。これにより、改変フィブロインの単離、固定化、検出及び可視化等が可能となる。   The sixth modified fibroin may include a tag sequence at one or both of the N-terminus and the C-terminus. As a result, the modified fibroin can be isolated, immobilized, detected, visualized, and the like.

タグ配列を含む改変フィブロインのより具体的な例として、(6−iii)配列番号33(PRT888)、配列番号34(PRT965)、配列番号35(PRT889)、配列番号36(PRT916)、配列番号37(PRT918)、配列番号38(PRT699)、配列番号39(PRT698)若しくは配列番号40(PRT1009)で示されるアミノ酸配列を含む改変フィブロイン、又は(6−iv)配列番号33、配列番号34、配列番号35、配列番号36、配列番号37、配列番号38、配列番号39若しくは配列番号40で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む改変フィブロインを挙げることができる。   As more specific examples of the modified fibroin containing the tag sequence, (6-iii) SEQ ID NO: 33 (PRT888), SEQ ID NO: 34 (PRT965), SEQ ID NO: 35 (PRT889), SEQ ID NO: 36 (PRT916), SEQ ID NO: 37 (PRT918), modified fibroin comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 38 (PRT699), SEQ ID NO: 39 (PRT698) or SEQ ID NO: 40 (PRT1009), or (6-iv) SEQ ID NO: 33, SEQ ID NO: 34, SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39, or a modified fibroin having an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 40.

配列番号33、配列番号34、配列番号35、配列番号36、配列番号37、配列番号38、配列番号39及び配列番号40で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28、配列番号29、配列番号30、配列番号31及び配列番号32で示されるアミノ酸配列のN末端に配列番号11で示されるアミノ酸配列(Hisタグ配列及びヒンジ配列を含む)を付加したものである。N末端にタグ配列を付加しただけであるため、グルタミン残基含有率に変化はなく、配列番号33、配列番号34、配列番号35、配列番号36、配列番号37、配列番号38、配列番号39及び配列番号40で示されるアミノ酸配列は、いずれもグルタミン残基含有率が9%以下である(表3)。   The amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 33, SEQ ID NO: 34, SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39, and SEQ ID NO: 40 are SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO: 26, SEQ ID NO: 27, respectively. , SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31 and SEQ ID NO: 32 were added with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11 (including His tag sequence and hinge sequence) at the N-terminus. Things. Since only a tag sequence was added to the N-terminus, there was no change in the glutamine residue content, and SEQ ID NO: 33, SEQ ID NO: 34, SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39 And the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 40 has a glutamine residue content of 9% or less (Table 3).

Figure 2020020070
Figure 2020020070

(6−iii)の改変フィブロインは、配列番号33、配列番号34、配列番号35、配列番号36、配列番号37、配列番号38、配列番号39又は配列番号40で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。   The modified fibroin of (6-iii) consists of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 33, SEQ ID NO: 34, SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39 or SEQ ID NO: 40 There may be.

(6−iv)の改変フィブロインは、配列番号33、配列番号34、配列番号35、配列番号36、配列番号37、配列番号38、配列番号39又は配列番号40で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。(6−iv)の改変フィブロインもまた、式1:[(A)モチーフ−REP]、又は式2:[(A)モチーフ−REP]−(A)モチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (6-iv) has 90% or more of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 33, SEQ ID NO: 34, SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39 or SEQ ID NO: 40 And amino acid sequences having the same sequence identity. The modified fibroin of (6-iv) also has a domain represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m- (A) n motif. A protein containing a sequence. The above sequence identity is preferably 95% or more.

(6−iv)の改変フィブロインは、グルタミン残基含有率が9%以下であることが好ましい。また、(6−iv)の改変フィブロインは、GPGXXモチーフ含有率が10%以上であることが好ましい。   The modified fibroin of (6-iv) preferably has a glutamine residue content of 9% or less. Further, the modified fibroin of (6-iv) preferably has a GPGXX motif content of 10% or more.

第6の改変フィブロインは、組換えタンパク質生産系において生産されたタンパク質を宿主の外部に放出するための分泌シグナルを含んでいてもよい。分泌シグナルの配列は、宿主の種類に応じて適宜設定することができる。   The sixth modified fibroin may include a secretion signal for releasing the protein produced in the recombinant protein production system to the outside of the host. The sequence of the secretion signal can be appropriately set according to the type of the host.

第2成分に含まれる構造タンパク質は、合成繊維であってもよく、フィブロインであってもよい。   The structural protein contained in the second component may be a synthetic fiber or fibroin.

合成繊維は、一般的に水に濡れにくく、吸水性及び吸湿性に乏しい性質を有している。合成繊維としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリカプロアミド(ナイロン6)、ナイロン66等のポリアミド、ポリアクリル、ポリビニルホルマール(ビニロン)が挙げられる。合成繊維は、一般的に、水性媒体と接触させても収縮しにくい性質を有する。   Synthetic fibers generally have poor wettability and poor water absorbency and moisture absorbency. Examples of the synthetic fiber include polyester such as polyethylene terephthalate, polyamide such as polycaproamide (nylon 6) and nylon 66, polyacryl, and polyvinyl formal (vinylon). Synthetic fibers generally have the property of not easily shrinking even when brought into contact with an aqueous medium.

構造タンパク質は、特に限定されるものではなく、遺伝子組換え技術により微生物等で製造したものであってもよく、合成により製造されたものであってもよい。あるいは、構造タンパク質は、天然由来の構造タンパク質を精製したものであってもよい。   The structural protein is not particularly limited, and may be produced by a microorganism or the like by genetic recombination technology, or may be produced by synthesis. Alternatively, the structural protein may be one obtained by purifying a naturally occurring structural protein.

構造タンパク質は、例えば、構造タンパク質及び当該構造タンパク質に由来する人造構造タンパク質であってもよい。構造タンパク質とは、生体内で構造及び形態等を形成又は保持する構造タンパク質を意味する。すなわち、構造タンパク質は、天然由来の構造タンパク質であってよく、天然由来の構造タンパク質のアミノ酸配列に依拠してそのアミノ酸配列の一部(例えば、当該アミノ酸配列の10%以下)を改変した改変タンパク質であってもよい。構造タンパク質としては、例えば、フィブロイン、ケラチン、コラーゲン、エラスチン及びレシリン等を挙げることができる。   The structural protein may be, for example, a structural protein and an artificial structural protein derived from the structural protein. The term “structural protein” means a structural protein that forms or retains a structure and morphology in a living body. That is, the structural protein may be a naturally occurring structural protein, and a modified protein obtained by modifying a part of the amino acid sequence (for example, 10% or less of the amino acid sequence) based on the amino acid sequence of the naturally occurring structural protein It may be. Examples of the structural proteins include fibroin, keratin, collagen, elastin, and resilin.

フィブロインは、例えば、絹フィブロイン、クモ糸フィブロイン、及びホーネットシルクフィブロインからなる群より選択される1種以上であってよい。特に、構造タンパク質は、絹フィブロイン、クモ糸フィブロイン又はこれらの組み合わせであってもよい。絹フィブロインとクモ糸フィブロインとを併用する場合、絹フィブロインの割合は、例えば、クモ糸フィブロイン100質量部に対して、40質量部以下、30質量部以下、又は10質量部以下であってよい。   The fibroin may be, for example, one or more selected from the group consisting of silk fibroin, spider silk fibroin, and hornet silk fibroin. In particular, the structural protein may be silk fibroin, spider silk fibroin or a combination thereof. When silk fibroin and spider silk fibroin are used in combination, the proportion of silk fibroin may be, for example, 40 parts by weight or less, 30 parts by weight or less, or 10 parts by weight or less based on 100 parts by weight of spider silk fibroin.

絹糸は、カイコガ(Bombyx mori)の幼虫である蚕の作る繭から得られる繊維(繭糸)である。一般に、1本の繭糸は、2本の絹フィブロインと、これらを外側から覆うニカワ質(セリシン)とから構成される。絹フィブロインは、多数のフィブリルで構成される。絹フィブロインは、4層のセリシンで覆われる。実用的には、精練により外側のセリシンを溶解して取り除いて得られる絹フィラメントが、衣料用途に使用されている。一般的な絹糸は、1.33の比重、平均3.3decitexの繊度、及び1300〜1500m程度の繊維長を有する。絹フィブロインは、天然若しくは家蚕の繭、又は中古若しくは廃棄のシルク生地を原料として得られる。   The silk thread is a fiber (cocoon thread) obtained from a cocoon made by a silkworm, a larva of Bombyx mori. In general, one cocoon is composed of two silk fibroins and glue (sericin) covering them from outside. Silk fibroin is composed of a number of fibrils. Silk fibroin is covered with four layers of sericin. Practically, silk filaments obtained by dissolving and removing the outer sericin by scouring are used for clothing. A typical silk thread has a specific gravity of 1.33, a fineness of 3.3 decitex on average, and a fiber length of about 1300 to 1500 m. Silk fibroin is obtained using natural or silkworm cocoons or used or discarded silk fabric as a raw material.

絹フィブロインとしては、セリシン除去絹フィブロイン、セリシン未除去絹フィブロイン、又はこれらの組み合わせであってもよい。セリシン除去絹フィブロインは、絹フィブロインを覆うセリシン、及びその他の脂肪分などを除去して精製したものである。このようにして精製した絹フィブロインは、好ましくは、凍結乾燥粉末として用いられる。セリシン未除去絹フィブロインは、セリシンなどが除去されていない未精製の絹フィブロインである。   The silk fibroin may be a silk fibroin without sericin, a silk fibroin without sericin, or a combination thereof. Sericin-removed silk fibroin is purified by removing sericin covering silk fibroin and other fats. The silk fibroin purified in this manner is preferably used as a lyophilized powder. Silk fibroin without sericin is unpurified silk fibroin from which sericin and the like have not been removed.

クモ糸フィブロインは、天然クモ糸構造タンパク質、及び天然クモ糸構造タンパク質に由来するポリペプチド(人造クモ糸構造タンパク質)からなる群より選ばれるクモ糸ポリペプチドを含有していてもよい。   The spider silk fibroin may contain a spider silk polypeptide selected from the group consisting of a natural spider silk structural protein and a polypeptide derived from the natural spider silk structural protein (artificial spider silk structural protein).

天然クモ糸構造タンパク質としては、例えば、大吐糸管しおり糸構造タンパク質、横糸タンパク質、及び小瓶状腺構造タンパク質が挙げられる。大吐糸管しおり糸は、結晶領域と非晶領域(無定形領域とも言う。)からなる繰り返し領域を持つため、高い応力と伸縮性を併せ持つ。クモ糸の横糸は、結晶領域を持たず、非晶領域からなる繰り返し領域を持つという特徴を有する。横糸は、大吐糸管しおり糸に比べると応力は劣るが、高い伸縮性を持つ。   Examples of the natural spider silk structural protein include a large spinal cord marker silk structural protein, a weft protein, and a small ampullate gland structural protein. Since the large spinneret thread has a repeating region including a crystalline region and an amorphous region (also referred to as an amorphous region), it has both high stress and elasticity. The weft of spider silk has a feature that it does not have a crystalline region but has a repeating region composed of an amorphous region. The weft has a lower stress than the large spinneret and has a high elasticity.

大吐糸管しおり糸構造タンパク質は、クモの大瓶状腺で産生され、強靭性に優れるという特徴を有する。大吐糸管しおり糸構造タンパク質としては、例えば、アメリカジョロウグモ(Nephila clavipes)に由来する大瓶状腺スピドロインMaSp1及びMaSp2、並びに二ワオニグモ(Araneus diadematus)に由来するADF3及びADF4が挙げられる。ADF3は、ニワオニグモの2つの主要なしおり糸タンパク質の一つである。天然クモ糸構造タンパク質に由来するポリペプチドは、これらのしおり糸構造タンパク質に由来するポリペプチドであってもよい。ADF3に由来するポリペプチドは、比較的合成し易く、また、強伸度及びタフネスの点で優れた特性を有する。   The large spinal cord marker thread structural protein is produced in the large ampullate gland of a spider and has a characteristic of being excellent in toughness. Examples of the large spinal cord marker thread structural protein include large ampullate gland spidroins MaSp1 and MaSp2 derived from the American spider (Nephila clavipes), and ADF3 and ADF4 derived from the Araneus diadematas. ADF3 is one of the two major bookmarker thread proteins of the Japanese spider. A polypeptide derived from a natural spider silk structural protein may be a polypeptide derived from these bookmarker silk structural proteins. ADF3-derived polypeptides are relatively easy to synthesize and have excellent properties in terms of strength and elongation and toughness.

横糸構造タンパク質は、クモの鞭毛状腺(flagelliform gland)で産生される。横糸構造タンパク質としては、例えばアメリカジョロウグモ(Nephila clavipes)に由来する鞭毛状絹構造タンパク質(flagelliform silk protein)が挙げられる。   Weft thread structural proteins are produced in the flagellar gland of spiders. Examples of the weft thread structural protein include a flagellated silk structural protein derived from the American spider spider (Nephila clavipes).

天然クモ糸構造タンパク質に由来するポリペプチドは、組換えクモ糸構造タンパク質であってよい。組換えクモ糸構造タンパク質としては、天然型クモ糸構造タンパク質の変異体、類似体又は誘導体等が挙げられる。このようなポリペプチドの好適な一例は、大吐糸管しおり糸タンパク質の組換えクモ糸構造タンパク質(「大吐糸管しおり糸構造タンパク質に由来するポリペプチド」ともいう。)である。   A polypeptide derived from a natural spider silk structural protein may be a recombinant spider silk structural protein. Examples of the recombinant spider silk structural protein include a mutant, analog or derivative of a natural spider silk structural protein. A preferred example of such a polypeptide is a recombinant spider silk structural protein of a large spider canal thread protein (also referred to as a “polypeptide derived from a large splenic canal thread structural protein”).

フィブロイン様構造タンパク質である大吐糸管しおり糸由来の構造タンパク質及びカイコシルク由来の構造タンパク質としては、例えば、式1:[(A)モチーフ−REP1]で表されるドメイン配列を含むタンパク質が挙げられる。ここで、式1中、(A)モチーフの、Aはアラニン残基を示し、nは2〜27の整数が好ましく、4〜20、8〜20、10〜20、4〜16、8〜16、10〜16の整数であって良く、かつ(A)モチーフ中の全アミノ酸残基数に対するアラニン残基数は40%以上であれば良く、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、100%(アラニン残基のみで構成されることを意味する)であってもよい。REP1は10〜200アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示す。mは10〜300の整数を示す。複数存在する(A)モチーフは、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。複数存在するREP1は、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。 Examples of the fibroin-like structural protein derived from the large spinal cord tracing thread and the silkworm silk-derived structural protein include, for example, a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP1] m Is mentioned. Here, in Formula 1, A of the (A) n motif represents an alanine residue, and n is preferably an integer of 2 to 27, and is 4 to 20, 8 to 20, 10 to 20, 4 to 16, 8 to It may be an integer of 16, 10 to 16, and (A) the number of alanine residues relative to the total number of amino acid residues in the n motif may be 40% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more , 90% or more and 100% (meaning that it is composed of only alanine residues). REP1 shows an amino acid sequence composed of 10 to 200 amino acid residues. m shows the integer of 10-300. The plurality of (A) n motifs may have the same amino acid sequence or different amino acid sequences. A plurality of REP1s may have the same amino acid sequence or different amino acid sequences.

上記において、式1中の(A)モチーフを欠失させることにより、強度と伸度を維持したまま、工業的生産性を向上させた構造タンパク質でもよい。欠失させる頻度としては、例えば、N末端側からC末端側に向かって、隣合う2つの[(A)モチーフ−REP1]ユニットのREPのアミノ酸残基数を順次比較して、アミノ酸残基数が少ないREPのアミノ酸残基数を1としたとき、他方のREPのアミノ酸残基数の比が1.8〜11.3となる上記隣合う2つの[(A)モチーフ−REP1]ユニットのアミノ酸残基数を足し合わせた合計値の最大値をxとし、上記ドメイン配列の総アミノ酸残基数をyとしたときに、x/yが50%以上となる構造タンパク質があげられる。 In the above, a structural protein which has improved industrial productivity while maintaining strength and elongation by deleting the (A) n motif in Formula 1 may be used. The frequency of deletion may be determined, for example, by sequentially comparing the number of REP amino acid residues in two adjacent [(A) n motif-REP1] units from the N-terminal side to the C-terminal side. Assuming that the number of amino acid residues in the REP having a small number is 1, the two adjacent [(A) n motif-REP1] units in which the ratio of the number of amino acid residues in the other REP is 1.8 to 11.3 X is the maximum value of the total value obtained by adding the number of amino acid residues, and y is the total number of amino acid residues in the domain sequence.

また、式1中のREPにおいて、少なくともREP中の1又は複数のグリシン残基を別のアミノ酸残基に置換したことに相当する、グリシン残基の含有量が低減されたアミノ酸配列を有する構造タンパク質でもよい。このような構造タンパク質として、グリシン残基が別のアミノ酸残基に置換されたモチーフ配列の割合が、全モチーフ配列に対して、10%以上である構造タンパク質があげられる。   Further, a structural protein having an amino acid sequence in which the content of glycine residues is reduced, which corresponds to at least one or more glycine residues in REP in REP of formula 1 being replaced with another amino acid residue. May be. As such a structural protein, there is a structural protein in which the ratio of the motif sequence in which a glycine residue is replaced with another amino acid residue is 10% or more of the entire motif sequence.

大吐糸管しおり糸由来の構造タンパク質の具体例としては、配列番号13及び配列番号15で示されるアミノ酸配列を含む構造タンパク質を挙げることができる。   Specific examples of the structural proteins derived from the large spinal cord guideline include structural proteins containing the amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 13 and SEQ ID NO: 15.

横糸構造タンパク質に由来する構造タンパク質としては、例えば、式2:[REP2]で表されるドメイン配列を含む構造タンパク質(ここで、式2中、REP2はGly−Pro−Gly−Gly−Xから構成されるアミノ酸配列を示し、Xはアラニン(Ala)、セリン(Ser)、チロシン(Tyr)及びバリン(Val)からなる群から選ばれる一つのアミノ酸を示す。oは8〜300の整数を示す。)を挙げることができる。具体的には配列番号13で示されるアミノ酸配列を含む構造タンパク質を挙げることができる。配列番号41で示されるアミノ酸配列(PRT215)は、NCBIデータベースから入手したアメリカジョロウグモの鞭毛状絹構造タンパク質の部分的な配列(NCBIアクセッション番号:AAF36090、GI:7106224)のリピート部分及びモチーフに該当するN末端から1220残基目から1659残基目までのアミノ酸配列(PR1配列と記す。)と、NCBIデータベースから入手したアメリカジョロウグモの鞭毛状絹構造タンパク質の部分配列(NCBIアクセッション番号:AAC38847、GI:2833649)のC末端から816残基目から907残基目までのC末端アミノ酸配列を結合し、結合した配列のN末端に配列番号11で示されるアミノ酸配列(タグ配列及びヒンジ配列)が付加されたものである。 Examples of the structural protein derived from the weft yarn structural protein include, for example, a structural protein containing a domain sequence represented by Formula 2: [REP2] o (wherein, in Formula 2, REP2 is from Gly-Pro-Gly-Gly-X Wherein X represents one amino acid selected from the group consisting of alanine (Ala), serine (Ser), tyrosine (Tyr) and valine (Val), and o represents an integer of 8 to 300. .). Specific examples include a structural protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 13. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 41 (PRT215) corresponds to the repeat portion and motif of the partial sequence of the flagellar silk structure protein of the American spider spider obtained from the NCBI database (NCBI accession number: AAF36090, GI: 7106224) The amino acid sequence from the 1220th residue to the 1659th residue from the N-terminus (referred to as PR1 sequence) and the partial sequence of the flagellar silk structure protein of the American spider spider obtained from the NCBI database (NCBI accession number: AAC38847; GI: 2833649) by combining the C-terminal amino acid sequence from the 816th residue to the 907th residue from the C-terminal, and the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11 (tag sequence and hinge sequence) is added to the N-terminal of the combined sequence. With the addition That.

コラーゲン由来の構造タンパク質として、例えば、式3:[REP3]で表されるドメイン配列を含む構造タンパク質(ここで、式3中、pは5〜300の整数を示す。REP3は、Gly−X−Yから構成されるアミノ酸配列を示し、X及びYはGly以外の任意のアミノ酸残基を示す。複数存在するREP3は、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。)を挙げることができる。具体的には、配列番号42で示されるアミノ酸配列を含む構造タンパク質を挙げることができる。配列番号42で示されるアミノ酸配列は、NCBIデータベースから入手したヒトのコラーゲンタイプ4の部分的な配列(NCBIのGenBankのアクセッション番号:CAA56335.1、GI:3702452)のリピート部分及びモチーフに該当する301残基目から540残基目までのアミノ酸配列のN末端に配列番号11で示されるアミノ酸配列(タグ配列及びヒンジ配列)が付加されたものである。 As a collagen-derived structural protein, for example, a structural protein containing a domain sequence represented by Formula 3: [REP3] p (where p represents an integer of 5 to 300 in Formula 3, and REP3 is Gly-X X and Y represent any amino acid residue except Gly. A plurality of REP3s may have the same amino acid sequence or different amino acid sequences.) Can be. Specifically, a structural protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 42 can be mentioned. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 42 corresponds to a repeat portion and a motif of a partial sequence of human collagen type 4 obtained from the NCBI database (Accession number of GenBank of NCBI: CAA56335.1, GI: 3702452). The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11 (tag sequence and hinge sequence) is added to the N-terminal of the amino acid sequence from residues 301 to 540.

レシリン由来の構造タンパク質として、例えば、式4:[REP4]で表されるドメイン配列を含む構造タンパク質(ここで、式4中、qは4〜300の整数を示す。REP4はSer−J−J−Tyr−Gly−U−Proから構成されるアミノ酸配列を示す。Jは任意のアミノ酸残基を示し、特にAsp、Ser及びThrからなる群から選ばれるアミノ酸残基であることが好ましい。Uは任意のアミノ酸残基を示し、特にPro、Ala、Thr及びSerからなる群から選ばれるアミノ酸残基であることが好ましい。複数存在するREP4は、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。)を挙げることができる。具体的には、配列番号43で示されるアミノ酸配列を含む構造タンパク質を挙げることができる。配列番号43で示されるアミノ酸配列は、レシリン(NCBIのGenBankのアクセッション番号NP 611157、Gl:24654243)のアミノ酸配列において、87残基目のThrをSerに置換し、かつ95残基目のAsnをAspに置換した配列の19残基目から321残基目までのアミノ酸配列のN末端に配列番号11で示されるアミノ酸配列(タグ配列及びヒンジ配列)が付加されたものである。 As a resilin-derived structural protein, for example, a structural protein containing a domain sequence represented by Formula 4: [REP4] q (where, in Formula 4, q represents an integer of 4 to 300. REP4 is Ser-J- 1 shows an amino acid sequence composed of J-Tyr-Gly-U-Pro, wherein J represents an arbitrary amino acid residue, and is particularly preferably an amino acid residue selected from the group consisting of Asp, Ser, and Thr. Represents an arbitrary amino acid residue, particularly preferably an amino acid residue selected from the group consisting of Pro, Ala, Thr and Ser .. A plurality of REP4s may have the same amino acid sequence or different amino acid sequences. Good)). Specifically, a structural protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 43 can be mentioned. In the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 43, in the amino acid sequence of resilin (NCBI GenBank Accession No. NP 611157, Gl: 246654243), Thr at the 87th residue was replaced with Ser, and Asn at the 95th residue was replaced with Ser. In which the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11 (tag sequence and hinge sequence) is added to the N-terminal of the amino acid sequence from the 19th residue to the 321st residue of the sequence in which is replaced by Asp.

エラスチン由来の構造タンパク質として、例えば、NCBIのGenBankのアクセッション番号AAC98395(ヒト)、I47076(ヒツジ)、NP786966(ウシ)等のアミノ酸配列を有する構造タンパク質を挙げることができる。具体的には、配列番号44で示されるアミノ酸配列を含む構造タンパク質を挙げることができる。配列番号44で示されるアミノ酸配列は、NCBIのGenBankのアクセッション番号AAC98395のアミノ酸配列の121残基目から390残基目までのアミノ酸配列のN末端に配列番号11で示されるアミノ酸配列(タグ配列及びヒンジ配列)が付加されたものである。   Examples of elastin-derived structural proteins include structural proteins having an amino acid sequence such as NCBI GenBank accession numbers AAC98395 (human), I47076 (sheep), and NP786966 (bovine). Specific examples include a structural protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 44. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 44 corresponds to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11 (tag sequence) at the N-terminus of the amino acid sequence from residue 121 to residue 390 of the amino acid sequence of GenBank Accession No. AAC98395 of NCBI. And a hinge sequence).

ケラチン由来の構造タンパク質として、例えば、カプラ・ヒルクス(Capra hircus)のタイプIケラチン等を挙げることができる。具体的には、配列番号45で示されるアミノ酸配列を含む構造タンパク質を挙げることができる。配列番号45で示されるアミノ酸配列は、NCBIのGenBankのアクセッション番号ACY30466のアミノ酸配列のN末端に、配列番号11で示されるアミノ酸配列(タグ配列及びヒンジ配列)が付加されたものである。   Examples of the keratin-derived structural protein include Capra hircus type I keratin. Specifically, a structural protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 45 can be mentioned. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 45 is obtained by adding the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11 (tag sequence and hinge sequence) to the N-terminus of the amino acid sequence of GenBank Accession No. ACY30466 of NCBI.

構造タンパク質又はそれに由来する構造タンパク質は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。構造タンパク質を2種以上組み合わせることで、全体としての疎水性度を所望の値に調節してもよい。   One of the structural proteins or structural proteins derived therefrom can be used alone or in combination of two or more. The hydrophobicity as a whole may be adjusted to a desired value by combining two or more structural proteins.

図9は、本発明の一実施形態に係る複合繊維10の模式図である。図9に示す複合繊維10は、3つの第1の部分1と2つの第2の部分2とが交互に接合されており、その繊維径は繊維長にわたって均一である。第1の部分は、水収縮性を有する改変フィブロインを含み、水性媒体との接触により収縮し得る。一方、第2の部分は、水収縮性が低減されており、水との接触による収縮率が第1の部分と比較して小さい。第1成分及び第2成分に使用する繊維の組み合わせ、或いは第1成分及び第2成分の構成比を適宜変更することにより、全体として、強度、伸度、水収縮性、或いは水収縮時の繊維の縮れにより発生する捲縮性等を、所望の値乃至程度において有する複合繊維を調製することができる。つまり、それらの特性を複合繊維において任意にコントロール可能となる。   FIG. 9 is a schematic diagram of the conjugate fiber 10 according to one embodiment of the present invention. In the composite fiber 10 shown in FIG. 9, three first portions 1 and two second portions 2 are joined alternately, and the fiber diameter is uniform over the fiber length. The first portion comprises a modified fibroin having water shrinkage and can shrink upon contact with an aqueous medium. On the other hand, the second portion has reduced water shrinkage, and the shrinkage due to contact with water is smaller than that of the first portion. By appropriately changing the combination of the fibers used for the first component and the second component, or the composition ratio of the first component and the second component, the strength, elongation, water shrinkage, or the fiber when water shrinks as a whole It is possible to prepare a conjugate fiber having a desired value or degree of crimpability or the like generated by crimping. That is, these properties can be arbitrarily controlled in the composite fiber.

第1成分と第2成分の水収縮性の違いにより、本実施形態に係る複合繊維を水性媒体に接触させると、第1の部分が第2の部分と比べて大きく収縮し、容易に捲縮加工及び紡績を行うことが可能である。すなわち、本実施形態に係る複合繊維は、例えば、第2成分のみからなる繊維に比して、第2成分の特性を維持したままで、機械捲縮等を行う場合に比して捲縮工程の簡略化や設備コストの抑制等を有利に図りつつ、十分な捲縮性を得ることができ、捲縮糸、紡績糸として有用であり得る。捲縮糸は、可紡性、かさ高性、伸縮性、柔軟性、及び弾力性に優れ、さらには良好な風合い、ソフトな触感、保湿性を付与し得る。なお、第2成分として、第1成分を構成する改変フィブロインよりも水収縮性の大きな構造タンパク質を採用することも勿論可能である。   Due to the difference in water shrinkage between the first component and the second component, when the conjugate fiber according to the present embodiment is brought into contact with an aqueous medium, the first portion shrinks more than the second portion, and is easily crimped. Processing and spinning can be performed. That is, the conjugate fiber according to the present embodiment has a crimping process as compared to a case where mechanical crimping or the like is performed while maintaining the characteristics of the second component, as compared with a fiber composed of only the second component. Sufficient crimpability can be obtained while advantageously reducing simplification and suppressing equipment costs, and can be useful as crimped yarn and spun yarn. The crimped yarn is excellent in spinnability, bulkiness, elasticity, flexibility, and elasticity, and can impart good texture, soft touch, and moisture retention. In addition, it is of course possible to employ a structural protein having greater water shrinkage than the modified fibroin constituting the first component as the second component.

第1成分に含まれる改変フィブロインの疎水性度と第2成分に含まれる構造タンパク質の疎水性度は、互いに異なっている。改変フィブロイン又は構造タンパク質の疎水性度は、それぞれを構成する各アミノ酸残基(但し、タグ配列及びヒンジ配列に相当するアミノ酸残基は除く。)の各HIの合計を算出し、それをアミノ酸残基数で除した値である。第1成分に含まれる改変フィブロインの疎水性度は、例えば、−0.8以下であってもよく、−0.55以下であってもよい。また、第2成分に含まれる構造タンパク質の疎水性度は、例えば、−0.8超であってもよく、−0.55超であってもよい。   The hydrophobicity of the modified fibroin contained in the first component and the hydrophobicity of the structural protein contained in the second component are different from each other. The degree of hydrophobicity of the modified fibroin or structural protein is calculated by calculating the total of each HI of each amino acid residue (excluding the amino acid residues corresponding to the tag sequence and the hinge sequence), and calculating the total amino acid residue. It is the value divided by the radix. The hydrophobicity of the modified fibroin contained in the first component may be, for example, −0.8 or less, or −0.55 or less. The hydrophobicity of the structural protein contained in the second component may be, for example, more than -0.8 or more than -0.55.

第1成分が複数の改変フィブロインを含む場合、当該成分の疎水性度は、第1成分中に含まれる各改変フィブロインの各疎水性度を算出し、各成分の割合に応じた平均値として算出してもよい。例えば、各改変フィブロインの疎水性度に、その改変フィブロインの第1成分における含有率をかけて得られる数値を合計し、改変フィブロインの数で除した値を用いてもよい。   When the first component contains a plurality of modified fibroins, the degree of hydrophobicity of the component is calculated as the average value corresponding to the ratio of each component by calculating each degree of hydrophobicity of each modified fibroin contained in the first component. May be. For example, a value obtained by multiplying the degree of hydrophobicity of each modified fibroin by the content of the modified fibroin in the first component and summing the resulting values and dividing by the number of modified fibroins may be used.

第2成分が複数の構造タンパク質を含む場合、当該成分の疎水性度は、第2成分中に含まれる各構造タンパク質の各疎水性度を算出し、各成分の割合に応じた平均値として算出してもよい。例えば、各構造タンパク質の疎水性度に、その構造タンパク質の第2成分における含有率をかけて得られる数値を合計し、構造タンパク質の数で除した値を用いてもよい。   When the second component contains a plurality of structural proteins, the degree of hydrophobicity of the component is calculated as the average value corresponding to the ratio of each component by calculating each degree of hydrophobicity of each structural protein contained in the second component. May be. For example, a value obtained by multiplying the degree of hydrophobicity of each structural protein by the content of the structural protein in the second component, summing the obtained values, and dividing by the number of structural proteins may be used.

また、上述のように、第1成分が複数の改変フィブロインを含む場合、又は第2成分が複数の構造タンパク質を含む場合において、含有率が小さい(例えば、含有率が10%以下)改変フィブロイン又は構造タンパク質は、当該成分全体の疎水性度への寄与が十分に小さいため、その改変フィブロイン又は構造タンパク質の疎水性度を考慮せずに、各成分の疎水性度を算出してもよい。例えば、絹糸は約75%の絹フィブロインと約25%のセリシン(UniProtデータベース、Entry No.P07856)から構成される。絹フィブロインは、フィブロインH鎖(UniProtデータベース、Entry No.P05790)、フィブロインL鎖(UniProtデータベース、Entry No.P21828)、及びフィブロヘキサメリン(UniProtデータベース、Entry No.P04148)から構成されており、量的にフィブロインH鎖が大部分を占めている。天然の構造タンパク質として、セリシンを除去した家蚕の絹フィブロインを使用する場合、当該絹フィブロインの疎水性度は、主要成分であるフィブロインH鎖の各アミノ酸残基の各HIの合計を算出し、それをアミノ酸残基数で除した値である、疎水性度0.216としてもよい。   In addition, as described above, when the first component contains a plurality of modified fibroins, or when the second component contains a plurality of structural proteins, the modified fibroin or the content is small (for example, the content is 10% or less). Since the structural protein has a sufficiently small contribution to the hydrophobicity of the entire component, the hydrophobicity of each component may be calculated without considering the modified fibroin or the hydrophobicity of the structural protein. For example, silk is composed of about 75% silk fibroin and about 25% sericin (UniProt database, Entry No. P07856). Silk fibroin is composed of fibroin heavy chain (UniProt database, Entry No. P05790), fibroin light chain (UniProt database, Entry No. P21828), and fibrohexamerin (UniProt database, Entry No. P04148). The fibroin heavy chain occupies the majority. When using silk fibroin of silkworm from which sericin has been removed as a natural structural protein, the hydrophobicity of the silk fibroin is calculated by calculating the sum of each HI of each amino acid residue of the main chain fibroin H chain, May be divided by the number of amino acid residues, and the hydrophobicity may be 0.216.

配列番号13、配列番号14、配列番号15、配列番号33、配列番号34、配列番号35、配列番号36、配列番号37、配列番号38、配列番号39、及び配列番号40で示されるアミノ酸配列のHIは、表4に示すとおりである。各アミノ酸配列のHIを算出するにあたり、改変フィブロインと無関係な配列(すなわち、配列番号11で示されるアミノ酸配列に相当する配列)を除いて算出した。

Figure 2020020070
SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14, SEQ ID NO: 15, SEQ ID NO: 33, SEQ ID NO: 34, SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39, and SEQ ID NO: 40 The HI is as shown in Table 4. In calculating the HI of each amino acid sequence, the HI was calculated excluding the sequence unrelated to the modified fibroin (that is, the sequence corresponding to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11).
Figure 2020020070

配列番号42、配列番号43、配列番号44、及び配列番号45で示されるアミノ酸配列のHIは、表5に示すとおりである。各アミノ酸配列のHIを算出するにあたり、構造タンパク質と無関係な配列(すなわち、配列番号11で示されるアミノ酸配列に相当する配列)を除いて算出した。

Figure 2020020070
HI of the amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 42, SEQ ID NO: 43, SEQ ID NO: 44, and SEQ ID NO: 45 are as shown in Table 5. In calculating the HI of each amino acid sequence, the HI was calculated excluding the sequence unrelated to the structural protein (that is, the sequence corresponding to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11).
Figure 2020020070

図10(a)は、本発明の他の実施形態に係る複合繊維20の模式図である。図10(a)に示す複合繊維20は、3つの第1の部分1と2つの第2の部分2とが交互に接合されており、第2の部分2の繊維径は、第1の部分1の繊維径よりも小さい。このように複合繊維の部分ごとに繊維径が互いに異なっていてもよい。複合繊維の一部の繊維径を小さくすることにより、強度、伸度、水収縮性、捲縮性等を任意にコントロールできる。このような複合繊維20は、例えば、高捲縮性が付与されれば、捲縮糸、紡績糸として有用であり得る。   FIG. 10A is a schematic diagram of a conjugate fiber 20 according to another embodiment of the present invention. In the composite fiber 20 shown in FIG. 10A, three first portions 1 and two second portions 2 are joined alternately, and the fiber diameter of the second portion 2 is the first portion. 1 is smaller than the fiber diameter. As described above, the fiber diameter may be different for each part of the conjugate fiber. The strength, elongation, water shrinkage, crimpability, and the like can be arbitrarily controlled by reducing the diameter of a part of the conjugate fiber. Such a composite fiber 20 may be useful as a crimped yarn or a spun yarn, for example, if high crimpability is imparted.

図10(b)は、本発明の他の実施形態に係る複合繊維30の模式図である。図10(b)に示す複合繊維30は、第1の部分1の断面形状が円形であり、第2の部分2の断面形状が三角形である。複合繊維の断面形状は、紡糸口金の吐出孔(ホール)の形状によって、適宜変更することが可能である。図10(b)中のA−A線で切断したときの模式的断面図を図10(c)に示し、B−B線で切断したときの模式的断面図を図10(d)に示す。このように複合繊維の部分ごとに断面形状が互いに異なっていてもよい。このような断面形状が部分ごとに異なる場合、通常、その接合部は隣接する断面形状の幾何学的特徴を組み合わせた形状である。例えば、ある複合繊維が、断面形状が円形である部分と断面形状が三角形である部分とが接合した形態である場合、その接合部は鋭角及び/又は辺が丸みを帯びた三角形状であり得る。複合繊維の一部の断面形状が異なっていることにより、例えば、肌触り等を向上させることができる。また、このような複合繊維30は、紡績糸等として用いる場合に、例えば、全長において断面形状が円形であるものに比して、絡合性が高められるといった利点が得られる。   FIG. 10B is a schematic diagram of a conjugate fiber 30 according to another embodiment of the present invention. In the composite fiber 30 shown in FIG. 10B, the cross-sectional shape of the first portion 1 is circular, and the cross-sectional shape of the second portion 2 is triangular. The cross-sectional shape of the conjugate fiber can be appropriately changed depending on the shape of the discharge hole (hole) of the spinneret. FIG. 10C is a schematic cross-sectional view taken along line AA in FIG. 10B, and FIG. 10D is a schematic cross-sectional view taken along line BB in FIG. . As described above, the cross-sectional shape may be different for each part of the conjugate fiber. When such cross-sectional shapes differ from part to part, the joint is typically a combination of geometric features of adjacent cross-sectional shapes. For example, when a certain composite fiber has a form in which a portion having a circular cross-section and a portion having a triangular cross-section are joined, the joint may have a triangular shape with acute angles and / or rounded sides. . When the cross-sectional shapes of some of the conjugate fibers are different, for example, the touch and the like can be improved. When such a composite fiber 30 is used as a spun yarn or the like, there is obtained an advantage that, for example, the entanglement property is improved as compared with a fiber having a circular cross-sectional shape over its entire length.

図11は、複合繊維の接合面を示した模式図である。図11(a)は、複合繊維の中心軸線方向と直交する面で、第1の部分1と第2の部分2が接合している複合繊維40の模式図である。図11(b)は、接合面が、複合繊維の中心軸線方向に対して傾斜した楕円形となっている複合繊維50の模式図である。図11(c)は、接合面が不規則な波板状の凹凸形状となっている複合繊維60の模式図である。1つめの紡糸口金から第1成分を吐出しながら、2つめの紡糸口金から第2成分を吐出して両成分の接合領域を形成させる場合、通常、図11(b)又は(c)のような接合面になり得る。接合面の面積が大きいほど、第1成分と第2成分の接合エネルギーが高まり、複合繊維はより強固に接合され得る。また、図11(d)のように、第1の部分において、第1成分が備える物性を抑制しない範囲で第2成分を含んでいてもよい。また、第2の部分において、第2成分が備える物性を抑制しない範囲で第1成分を含んでいてもよい。このような第1成分と第2成分が混在している複合繊維70では、その複合繊維の中心軸線に直交する面での断面形状において、主要な成分(例えば、第1成分)の占める面積が、複合繊維の断面積の95%以上、96%以上、97%以上又は99%以上であることが好ましい。断形状において主要な成分(例えば、第1成分)の占める面積が95%以上であると、他の成分(例えば、第2成分)の物性による影響を受けにくい。   FIG. 11 is a schematic diagram showing a bonding surface of the conjugate fiber. FIG. 11A is a schematic diagram of a conjugate fiber 40 in which a first portion 1 and a second portion 2 are joined on a plane orthogonal to the central axis direction of the conjugate fiber. FIG. 11B is a schematic diagram of the conjugate fiber 50 in which the bonding surface has an elliptical shape inclined with respect to the central axis direction of the conjugate fiber. FIG. 11C is a schematic diagram of a conjugate fiber 60 in which the bonding surface has an irregular corrugated irregular shape. When the second component is ejected from the second spinneret while the first component is ejected from the first spinneret to form a joint region of both components, usually, as shown in FIG. 11B or 11C. It can be a good bonding surface. As the area of the bonding surface increases, the bonding energy of the first component and the second component increases, and the composite fiber can be bonded more firmly. Further, as shown in FIG. 11D, the first portion may include the second component as long as the physical properties of the first component are not suppressed. Further, the second component may include the first component as long as the physical properties of the second component are not suppressed. In such a conjugate fiber 70 in which the first component and the second component are mixed, the area occupied by the main component (for example, the first component) in the cross-sectional shape of the conjugate fiber in a plane orthogonal to the central axis is set. Preferably, it is 95% or more, 96% or more, 97% or more or 99% or more of the cross-sectional area of the conjugate fiber. If the area occupied by the main component (for example, the first component) in the cut shape is 95% or more, it is less likely to be affected by the physical properties of other components (for example, the second component).

<改変フィブロインの製造方法>
改変フィブロインは、例えば、当該改変フィブロインをコードする核酸配列と、当該核酸配列に作動可能に連結された1又は複数の調節配列とを有する発現ベクターで形質転換された宿主により、当該核酸を発現させることにより生産することができる。
<Method for producing modified fibroin>
The modified fibroin is expressed, for example, by a host transformed with an expression vector having a nucleic acid sequence encoding the modified fibroin and one or more regulatory sequences operably linked to the nucleic acid sequence. Can be produced.

改変フィブロインをコードする核酸の製造方法は、特に制限されない。例えば、天然のフィブロインをコードする遺伝子を利用して、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)などで増幅しクローニングし、遺伝子工学的手法により改変する方法、又は、化学的に合成する方法によって、当該核酸を製造することができる。核酸の化学的な合成方法も特に制限されず、例えば、NCBIのウェブデータベースなどより入手したフィブロインのアミノ酸配列情報をもとに、AKTA oligopilot plus 10/100(GEヘルスケア・ジャパン株式会社)などで自動合成したオリゴヌクレオチドをPCRなどで連結する方法によって遺伝子を化学的に合成することができる。この際に、改変フィブロインの精製及び/又は確認を容易にするため、上記のアミノ酸配列のN末端に開始コドン及びHis10タグからなるアミノ酸配列を付加したアミノ酸配列からなる改変フィブロインをコードする核酸を合成してもよい。   The method for producing the nucleic acid encoding the modified fibroin is not particularly limited. For example, the nucleic acid is produced by a method of amplifying and cloning by a polymerase chain reaction (PCR) or the like using a gene encoding a natural fibroin and modifying it by a genetic engineering technique, or a chemical synthesis method. can do. The method for chemically synthesizing a nucleic acid is not particularly limited. For example, AKTA oligopilot plus 10/100 (GE Healthcare Japan Co., Ltd.) based on the amino acid sequence information of fibroin obtained from the NCBI web database or the like. Genes can be chemically synthesized by a method of linking oligonucleotides synthesized automatically by PCR or the like. At this time, to facilitate purification and / or confirmation of the modified fibroin, a nucleic acid encoding a modified fibroin consisting of an amino acid sequence obtained by adding an amino acid sequence comprising an initiation codon and a His10 tag to the N-terminus of the above amino acid sequence is synthesized. May be.

調節配列は、宿主における改変フィブロインの発現を制御する配列(例えば、プロモーター、エンハンサー、リボソーム結合配列、転写終結配列等)であり、宿主の種類に応じて適宜選択することができる。プロモーターとして、宿主細胞中で機能し、改変フィブロインを発現誘導可能な誘導性プロモーターを用いてもよい。誘導性プロモーターは、誘導物質(発現誘導剤)の存在、リプレッサー分子の非存在、又は温度、浸透圧若しくはpH値の上昇若しくは低下等の物理的要因により、転写を制御できるプロモーターである。   The regulatory sequence is a sequence that controls the expression of the modified fibroin in the host (for example, a promoter, an enhancer, a ribosome binding sequence, a transcription termination sequence, and the like), and can be appropriately selected depending on the type of the host. An inducible promoter that functions in a host cell and is capable of inducing the expression of a modified fibroin may be used as the promoter. An inducible promoter is a promoter that can control transcription by the presence of an inducer (expression inducer), the absence of a repressor molecule, or a physical factor such as an increase or decrease in temperature, osmotic pressure, or pH value.

発現ベクターの種類は、プラスミドベクター、ウイルスベクター、コスミドベクター、フォスミドベクター、人工染色体ベクター等、宿主の種類に応じて適宜選択することができる。発現ベクターとしては、宿主細胞において自立複製が可能、又は宿主の染色体中への組込みが可能で、改変フィブロインをコードする核酸を転写できる位置にプロモーターを含有しているものが好適に用いられる。   The type of expression vector can be appropriately selected depending on the type of host, such as a plasmid vector, a virus vector, a cosmid vector, a fosmid vector, an artificial chromosome vector, and the like. As the expression vector, those capable of autonomous replication in a host cell or integration into a host chromosome and containing a promoter at a position where a nucleic acid encoding a modified fibroin can be transcribed are suitably used.

宿主として、原核生物、並びに酵母、糸状真菌、昆虫細胞、動物細胞及び植物細胞等の真核生物のいずれも好適に用いることができる。   As the host, any of prokaryotes and eukaryotes such as yeast, filamentous fungi, insect cells, animal cells, and plant cells can be suitably used.

原核生物の宿主の好ましい例として、エシェリヒア属、ブレビバチルス属、セラチア属、バチルス属、ミクロバクテリウム属、ブレビバクテリウム属、コリネバクテリウム属及びシュードモナス属等に属する細菌を挙げることができる。エシェリヒア属に属する微生物として、例えば、エシェリヒア・コリ等を挙げることができる。ブレビバチルス属に属する微生物として、例えば、ブレビバチルス・アグリ等を挙げることができる。セラチア属に属する微生物として、例えば、セラチア・リクエファシエンス等を挙げることができる。バチルス属に属する微生物として、例えば、バチルス・サチラス等を挙げることができる。ミクロバクテリウム属に属する微生物として、例えば、ミクロバクテリウム・アンモニアフィラム等を挙げることができる。ブレビバクテリウム属に属する微生物として、例えば、ブレビバクテリウム・ディバリカタム等を挙げることができる。コリネバクテリウム属に属する微生物として、例えば、コリネバクテリウム・アンモニアゲネス等を挙げることができる。シュードモナス(Pseudomonas)属に属する微生物として、例えば、シュードモナス・プチダ等を挙げることができる。   Preferred examples of prokaryotic hosts include bacteria belonging to the genus Escherichia, Brevibacillus, Serratia, Bacillus, Microbacterium, Brevibacterium, Corynebacterium and Pseudomonas. Examples of microorganisms belonging to the genus Escherichia include, for example, Escherichia coli. Examples of microorganisms belonging to the genus Brevibacillus include Brevibacillus agri. Microorganisms belonging to the genus Serratia include, for example, Serratia requestifaciens and the like. Examples of microorganisms belonging to the genus Bacillus include, for example, Bacillus subtilis. Microorganisms belonging to the genus Microbacterium include, for example, Microbacterium ammonia phyllum. Examples of microorganisms belonging to the genus Brevibacterium include Brevibacterium divaricatum. Examples of the microorganism belonging to the genus Corynebacterium include Corynebacterium ammoniagenes. Examples of microorganisms belonging to the genus Pseudomonas include Pseudomonas putida.

原核生物を宿主とする場合、改変フィブロインをコードする核酸を導入するベクターとしては、例えば、pBTrp2(ベーリンガーマンハイム社製)、pGEX(Pharmacia社製)、pUC18、pBluescriptII、pSupex、pET22b、pCold、pUB110、pNCO2(特開2002−238569号公報)等を挙げることができる。   When a prokaryote is used as a host, examples of a vector into which a nucleic acid encoding a modified fibroin is introduced include, for example, pBTrp2 (manufactured by Boehringer Mannheim), pGEX (manufactured by Pharmacia), pUC18, pBluescriptII, pSuex, pET22b, pCold, pUB110, pNCO2 (JP-A-2002-238569) and the like.

真核生物の宿主としては、例えば、酵母及び糸状真菌(カビ等)を挙げることができる。酵母としては、例えば、サッカロマイセス属、ピキア属、シゾサッカロマイセス属等に属する酵母を挙げることができる。糸状真菌としては、例えば、アスペルギルス属、ペニシリウム属、トリコデルマ(Trichoderma)属等に属する糸状真菌を挙げることができる。   Eukaryotic hosts include, for example, yeasts and filamentous fungi (such as mold). Examples of the yeast include yeast belonging to the genus Saccharomyces, the genus Pichia, the genus Schizosaccharomyces, and the like. Examples of the filamentous fungi include filamentous fungi belonging to the genus Aspergillus, Penicillium, Trichoderma, and the like.

真核生物を宿主とする場合、改変フィブロインをコードする核酸を導入するベクターとしては、例えば、YEp13(ATCC37115)、YEp24(ATCC37051)等を挙げることができる。上記宿主細胞への発現ベクターの導入方法としては、上記宿主細胞へDNAを導入する方法であればいずれも用いることができる。例えば、カルシウムイオンを用いる方法〔Proc. Natl. Acad. Sci. USA,69,2110(1972)〕、エレクトロポレーション法、スフェロプラスト法、プロトプラスト法、酢酸リチウム法、コンピテント法等を挙げることができる。   When a eukaryote is used as a host, examples of a vector into which a nucleic acid encoding a modified fibroin is introduced include YEp13 (ATCC37115) and YEp24 (ATCC37051). As a method for introducing the expression vector into the host cell, any method can be used as long as it is a method for introducing DNA into the host cell. For example, a method using calcium ions [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 69, 2110 (1972)], electroporation, spheroplast, protoplast, lithium acetate, and competent methods.

発現ベクターで形質転換された宿主による核酸の発現方法としては、直接発現のほか、モレキュラー・クローニング第2版に記載されている方法等に準じて、分泌生産、融合タンパク質発現等を行うことができる。   As a method for expressing a nucleic acid by a host transformed with an expression vector, in addition to direct expression, secretory production, fusion protein expression, and the like can be performed according to the method described in Molecular Cloning, 2nd edition, and the like. .

改変フィブロインは、例えば、発現ベクターで形質転換された宿主を培養培地中で培養し、培養培地中に当該改変フィブロインを生成蓄積させ、該培養培地から採取することにより製造することができる。宿主を培養培地中で培養する方法は、宿主の培養に通常用いられる方法に従って行うことができる。   The modified fibroin can be produced, for example, by culturing a host transformed with an expression vector in a culture medium, producing and accumulating the modified fibroin in the culture medium, and collecting the modified fibroin from the culture medium. The method of culturing the host in the culture medium can be performed according to a method usually used for culturing the host.

宿主が、大腸菌等の原核生物又は酵母等の真核生物である場合、培養培地として、宿主が資化し得る炭素源、窒素源及び無機塩類等を含有し、宿主の培養を効率的に行える培地であれば天然培地、合成培地のいずれを用いてもよい。   When the host is a prokaryote such as Escherichia coli or a eukaryote such as yeast, a culture medium containing a carbon source, a nitrogen source, inorganic salts, and the like which can be utilized by the host, so that the host can be cultured efficiently. If so, either a natural medium or a synthetic medium may be used.

炭素源としては、上記形質転換微生物が資化し得るものであればよく、例えば、グルコース、フラクトース、スクロース、及びこれらを含有する糖蜜、デンプン及びデンプン加水分解物等の炭水化物、酢酸及びプロピオン酸等の有機酸、並びにエタノール及びプロパノール等のアルコール類を用いることができる。窒素源としては、例えば、アンモニア、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、酢酸アンモニウム及びリン酸アンモニウム等の無機酸又は有機酸のアンモニウム塩、その他の含窒素化合物、並びにペプトン、肉エキス、酵母エキス、コーンスチープリカー、カゼイン加水分解物、大豆粕及び大豆粕加水分解物、各種発酵菌体及びその消化物を用いることができる。無機塩類としては、例えば、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸第一鉄、硫酸マンガン、硫酸銅及び炭酸カルシウムを用いることができる。   The carbon source may be any as long as the transformed microorganism can assimilate, for example, glucose, fructose, sucrose, and molasses containing these, carbohydrates such as starch and starch hydrolyzate, acetic acid and propionic acid, and the like. Organic acids and alcohols such as ethanol and propanol can be used. As the nitrogen source, for example, ammonia, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium salts of inorganic or organic acids such as ammonium acetate and ammonium phosphate, other nitrogen-containing compounds, and peptone, meat extract, yeast extract, corn steep liquor, Casein hydrolyzate, soybean meal, soybean meal hydrolyzate, various fermented cells and digests thereof can be used. As the inorganic salts, for example, potassium (I) phosphate, potassium (II) phosphate, magnesium phosphate, magnesium sulfate, sodium chloride, ferrous sulfate, manganese sulfate, copper sulfate, and calcium carbonate can be used.

大腸菌等の原核生物又は酵母等の真核生物の培養は、例えば、振盪培養又は深部通気攪拌培養等の好気的条件下で行うことができる。培養温度は、例えば、15〜40℃である。培養時間は、通常16時間〜7日間である。培養中の培養培地のpHは3.0〜9.0に保持することが好ましい。培養培地のpHの調整は、無機酸、有機酸、アルカリ溶液、尿素、炭酸カルシウム及びアンモニア等を用いて行うことができる。   Cultivation of a prokaryote such as Escherichia coli or a eukaryote such as yeast can be performed under aerobic conditions such as, for example, shaking culture or deep aeration stirring culture. The culture temperature is, for example, 15 to 40 ° C. The culturing time is generally 16 hours to 7 days. The pH of the culture medium during the culturing is preferably maintained at 3.0 to 9.0. The pH of the culture medium can be adjusted using an inorganic acid, an organic acid, an alkaline solution, urea, calcium carbonate, ammonia, or the like.

また、培養中、必要に応じて、アンピシリン及びテトラサイクリン等の抗生物質を培養培地に添加してもよい。プロモーターとして誘導性のプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した微生物を培養するときには、必要に応じてインデューサーを培地に添加してもよい。例えば、lacプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した微生物を培養するときにはイソプロピル−β−D−チオガラクトピラノシド等を、trpプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した微生物を培養するときにはインドールアクリル酸等を培地に添加してもよい。   During the culturing, if necessary, antibiotics such as ampicillin and tetracycline may be added to the culture medium. When culturing a microorganism transformed with an expression vector using an inducible promoter as a promoter, an inducer may be added to the medium as necessary. For example, when culturing a microorganism transformed with an expression vector using the lac promoter, isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside or the like is used. When culturing a microorganism transformed with an expression vector using the trp promoter, indole acryl is used. An acid or the like may be added to the medium.

発現させた改変フィブロインの単離、精製は通常用いられている方法で行うことができる。例えば、当該改変フィブロインが、細胞内に溶解状態で発現した場合には、培養終了後、宿主細胞を遠心分離により回収し、水系緩衝液に懸濁した後、超音波破砕機、フレンチプレス、マントンガウリンホモゲナイザー及びダイノミル等により宿主細胞を破砕し、無細胞抽出液を得る。該無細胞抽出液を遠心分離することにより得られる上清から、改変フィブロインの単離精製に通常用いられている方法、すなわち、溶媒抽出法、硫安等による塩析法、脱塩法、有機溶媒による沈殿法、ジエチルアミノエチル(DEAE)−セファロース、DIAION HPA−75(三菱化成社製)等のレジンを用いた陰イオン交換クロマトグラフィー法、S−Sepharose FF(Pharmacia社製)等のレジンを用いた陽イオン交換クロマトグラフィー法、ブチルセファロース、フェニルセファロース等のレジンを用いた疎水性クロマトグラフィー法、分子篩を用いたゲルろ過法、アフィニティークロマトグラフィー法、クロマトフォーカシング法、等電点電気泳動等の電気泳動法等の方法を単独又は組み合わせて使用し、精製標品を得ることができる。   The expressed modified fibroin can be isolated and purified by a commonly used method. For example, when the modified fibroin is expressed in a lysed state in the cells, after completion of the culture, the host cells are collected by centrifugation, suspended in an aqueous buffer, and then sonicated with a sonicator, French press, Menton. The host cells are crushed with a Gaulin homogenizer, Dynomill or the like to obtain a cell-free extract. From the supernatant obtained by centrifuging the cell-free extract, a method usually used for the isolation and purification of modified fibroin, that is, a solvent extraction method, a salting out method using ammonium sulfate, a desalting method, an organic solvent , Anion exchange chromatography using a resin such as diethylaminoethyl (DEAE) -Sepharose, DIAION HPA-75 (manufactured by Mitsubishi Kasei), and a resin such as S-Sepharose FF (manufactured by Pharmacia). Electrophoresis such as cation exchange chromatography, hydrophobic chromatography using resins such as butyl sepharose and phenyl sepharose, gel filtration using molecular sieve, affinity chromatography, chromatofocusing, and isoelectric focusing Using methods such as the law alone or in combination, A purified sample can be obtained.

また、改変フィブロインが細胞内に不溶体を形成して発現した場合は、同様に宿主細胞を回収後、破砕し、遠心分離を行うことにより、沈殿画分として改変フィブロインの不溶体を回収する。回収した改変フィブロインの不溶体はタンパク質変性剤で可溶化することができる。該操作の後、上記と同様の単離精製法により改変フィブロインの精製標品を得ることができる。当該改変フィブロインが細胞外に分泌された場合には、培養上清から当該改変フィブロインを回収することができる。すなわち、培養物を遠心分離等の手法により処理することにより培養上清を取得し、その培養上清から、上記と同様の単離精製法を用いることにより、精製標品を得ることができる。   When the modified fibroin is expressed by forming an insoluble form in the cells, the host cells are similarly recovered, crushed, and centrifuged to collect the insoluble form of the modified fibroin as a precipitate fraction. The recovered insoluble form of the modified fibroin can be solubilized with a protein denaturant. After this operation, a purified sample of the modified fibroin can be obtained by the same isolation and purification method as described above. When the modified fibroin is secreted extracellularly, the modified fibroin can be recovered from the culture supernatant. That is, a culture supernatant is obtained by treating the culture by a method such as centrifugation, and a purified sample can be obtained from the culture supernatant by using the same isolation and purification method as described above.

<ドープ液>
第1ドープ液は、改変フィブロイン及び溶媒を含む。第2ドープ液は、構造タンパク質と溶媒を含む。
<Dope liquid>
The first dope solution contains a modified fibroin and a solvent. The second dope contains a structural protein and a solvent.

第1ドープ液における改変フィブロインの濃度は、特に限定されず、所望の複合繊維の捲縮性及び繊維径、第2成分に含まれる構造タンパク質との組み合わせ等の要因に応じて、適宜設定することができる。例えば、改変フィブロインの濃度は、第1ドープ液の全質量に基づき(第1ドープ液の全質量を100質量%としたとき)、5〜40質量%であることが好ましく、7〜40質量%であることがより好ましく、10〜40質量%であることがより好ましく、7〜35質量%であることがより好ましく、10〜35質量%であることがより好ましく、12〜35質量%であることがより好ましく、15〜35質量%であることがより好ましく、15〜30質量%であることがさらに好ましく、20〜35質量%であることがさらに好ましく、20〜30質量%であることがさらに好ましい。改変フィブロインの濃度が5質量%以上であると、複合繊維の生産性がより向上する傾向がある。改変フィブロインの濃度が40質量%以下であると、紡糸口金からドープ液をより一層安定的に吐出させることができ、生産性がより向上する傾向がある。   The concentration of the modified fibroin in the first dope solution is not particularly limited, and may be appropriately set depending on factors such as the desired crimpability and fiber diameter of the conjugate fiber and the combination with the structural protein contained in the second component. Can be. For example, the concentration of the modified fibroin is preferably 5 to 40% by mass, based on the total mass of the first dope solution (when the total mass of the first dope solution is 100% by mass), and is preferably 7 to 40% by mass. , More preferably 10 to 40% by mass, more preferably 7 to 35% by mass, more preferably 10 to 35% by mass, and 12 to 35% by mass. More preferably, it is more preferably 15 to 35% by mass, still more preferably 15 to 30% by mass, further preferably 20 to 35% by mass, and more preferably 20 to 30% by mass. More preferred. When the concentration of the modified fibroin is 5% by mass or more, the productivity of the composite fiber tends to be further improved. When the concentration of the modified fibroin is 40% by mass or less, the dope solution can be more stably discharged from the spinneret, and the productivity tends to be further improved.

第2ドープ液における構造タンパク質の濃度は、特に限定されず、所望の複合繊維において調整されるべき特性や繊維径、第1成分に含まれる構造タンパク質との組み合わせ等の要因に応じて、適宜設定することができる。例えば、改変フィブロインの濃度は、第2ドープ液の全質量に基づき(第2ドープ液の全質量を100質量%としたとき)、5〜40質量%であることが好ましく、7〜40質量%であることがより好ましく、10〜40質量%であることがより好ましく、7〜35質量%であることがより好ましく、10〜35質量%であることがより好ましく、12〜35質量%であることがより好ましく、15〜35質量%であることがより好ましく、15〜30質量%であることがさらに好ましく、20〜35質量%であることがさらに好ましく、20〜30質量%であることがさらに好ましい。改変フィブロインの濃度が5質量%以上であると、複合繊維の生産性がより向上する傾向がある。改変フィブロインの濃度が40質量%以下であると、紡糸口金からドープ液をより一層安定的に吐出させることができ、生産性がより向上する傾向がある。   The concentration of the structural protein in the second dope is not particularly limited, and is appropriately set depending on factors such as characteristics to be adjusted in a desired conjugate fiber, fiber diameter, and combination with the structural protein contained in the first component. can do. For example, the concentration of the modified fibroin is preferably 5 to 40% by mass, based on the total mass of the second dope solution (when the total mass of the second dope solution is 100% by mass), and is preferably 7 to 40% by mass. , More preferably 10 to 40% by mass, more preferably 7 to 35% by mass, more preferably 10 to 35% by mass, and 12 to 35% by mass. More preferably, it is more preferably 15 to 35% by mass, still more preferably 15 to 30% by mass, further preferably 20 to 35% by mass, and more preferably 20 to 30% by mass. More preferred. When the concentration of the modified fibroin is 5% by mass or more, the productivity of the composite fiber tends to be further improved. When the concentration of the modified fibroin is 40% by mass or less, the dope solution can be more stably discharged from the spinneret, and the productivity tends to be further improved.

第1ドープ液の溶媒は、改変フィブロインを溶解し得るものであればよい。また、第2ドープ液の溶媒は、構造タンパク質を溶解し得るものであればよい。このような溶媒としては、ヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)、ヘキサフルオロアセトン(HFA)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMA)、1,3−ジメチル−2−イミダゾリドン(DMI)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、アセトニトリル、N−メチルモルホリン−N−オキシド(NMO)、ギ酸等が挙げられる。また、溶媒は水溶液であってもよく、具体的には、尿素、グアニジン、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、臭化リチウム、塩化カルシウム及びチオシアン酸リチウムからなる群から選択される少なくとも一種を含む水溶液が挙げられる。これらの溶媒は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   The solvent of the first dope solution may be any solvent that can dissolve the modified fibroin. The solvent of the second dope solution may be any solvent that can dissolve the structural protein. Such solvents include hexafluoroisopropanol (HFIP), hexafluoroacetone (HFA), dimethyl sulfoxide (DMSO), N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMA), 1,3 -Dimethyl-2-imidazolidone (DMI), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), acetonitrile, N-methylmorpholine-N-oxide (NMO), formic acid and the like. Further, the solvent may be an aqueous solution, and specifically, an aqueous solution containing at least one selected from the group consisting of urea, guanidine, sodium dodecyl sulfate (SDS), lithium bromide, calcium chloride and lithium thiocyanate. No. One of these solvents may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

ドープ液の調製方法は、当業者に周知の方法でよく、改変フィブロイン又は構造タンパク質と、溶媒とを任意の順序で混合してもよい。   The method for preparing the dope solution may be a method well known to those skilled in the art, and the modified fibroin or structural protein and the solvent may be mixed in any order.

第1ドープ液及び第2ドープ液には、必要に応じて無機塩を添加してもよい。無機塩は、改変フィブロインの溶解促進剤として機能し得る。無機塩としては、例えば、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類金属ハロゲン化物、アルカリ土類金属硝酸塩等が挙げられる。無機塩の具体例としては、炭酸リチウム、塩化リチウム、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、臭化リチウム、臭化バリウム、臭化カルシウム、塩素酸バリウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸バリウム、過塩素酸カルシウム、過塩素酸マグネシウムが挙げられる。   An inorganic salt may be added to the first dope solution and the second dope solution as needed. The inorganic salt can function as a dissolution promoter for the modified fibroin. Examples of the inorganic salt include an alkali metal halide, an alkaline earth metal halide, an alkaline earth metal nitrate, and the like. Specific examples of inorganic salts include lithium carbonate, lithium chloride, calcium chloride, calcium nitrate, lithium bromide, barium bromide, calcium bromide, barium chlorate, sodium perchlorate, lithium perchlorate, and barium perchlorate. , Calcium perchlorate and magnesium perchlorate.

ドープ液の粘度は、複合繊維の用途や紡糸方法に応じて、適宜設定できる。ドープ液の粘度は、例えば、20℃において、5000〜40000mPa・secであってよく、7000〜40000mPa・sec、10000〜40000mPa・sec、7000〜35000mPa・sec、10000〜35000mPa・sec、10000〜30000mPa・sec、又は10000〜25000mPa・secであってよい。ドープ液の粘度は、例えば京都電子工業社製の商品名“EMS粘度計”を使用して測定することができる。   The viscosity of the dope solution can be appropriately set according to the use of the conjugate fiber and the spinning method. The viscosity of the dope solution may be, for example, at 20 ° C., 5000 to 40000 mPa · sec, 7000 to 40000 mPa · sec, 10,000 to 40000 mPa · sec, 7000 to 35000 mPa · sec, 10,000 to 35000 mPa · sec, 10,000 to 30000 mPa · sec. sec or 10000-25000 mPa · sec. The viscosity of the dope solution can be measured using, for example, a trade name “EMS viscometer” manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.

ドープ液は、溶解を促進するために、ある程度の時間撹拌又は振とうしてもよい。その際、改変フィブロイン又は構造タンパク質が溶媒に溶解する温度まで加熱してもよい。ドープ液は、例えば、30℃以上、40℃以上、50℃以上、60℃以上、70℃以上、80℃以上、又は、90℃以上に加熱してもよい。加熱温度の上限は、例えば、溶媒の沸点以下である。   The dope solution may be agitated or shaken for some time to facilitate dissolution. At that time, heating may be performed to a temperature at which the modified fibroin or the structural protein is dissolved in the solvent. The dope solution may be heated to, for example, 30 ° C. or higher, 40 ° C. or higher, 50 ° C. or higher, 60 ° C. or higher, 70 ° C. or higher, 80 ° C. or higher, or 90 ° C. or higher. The upper limit of the heating temperature is, for example, equal to or lower than the boiling point of the solvent.

<紡糸>
複合繊維は、公知の紡糸方法によって製造することができる。例えば、複合繊維は、第1ドープ液及び第2ドープ液を用いて、乾式紡糸、溶融紡糸、湿式紡糸、乾湿式紡糸等の公知の紡糸方法により紡糸することにより得ることができる。好ましい紡糸方法としては、湿式紡糸、又は乾温式紡糸を挙げることができる。
<Spinning>
The conjugate fiber can be manufactured by a known spinning method. For example, the conjugate fiber can be obtained by spinning using a first dope solution and a second dope solution by a known spinning method such as dry spinning, melt spinning, wet spinning, and dry-wet spinning. Preferred spinning methods include wet spinning and dry spinning.

湿式紡糸又は乾湿式紡糸では、第1ドープ液と第2ドープ液を紡糸口金(ノズル)から吐出して接合させ、凝固液中で第1成分(改変フィブロイン)及び第2成分(構造タンパク質)を固めることにより、未延伸糸の状態で複合繊維を得ることができる。   In wet spinning or dry-wet spinning, a first dope solution and a second dope solution are discharged from a spinneret (nozzle) and joined, and a first component (modified fibroin) and a second component (structural protein) are coagulated in a coagulation solution. By hardening, a conjugate fiber can be obtained in an undrawn yarn state.

図6は、複合繊維を製造するための紡糸装置の一例を概略的に示す説明図である。図6に示す紡糸装置10は、乾湿式紡糸用の紡糸装置の一例であり、押出し装置1と、未延伸糸製造装置2と、湿熱延伸装置3と、乾燥装置4とを有している。   FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing an example of a spinning device for producing a conjugate fiber. The spinning device 10 shown in FIG. 6 is an example of a spinning device for dry-wet spinning, and includes an extruder 1, an undrawn yarn manufacturing device 2, a wet heat drawing device 3, and a drying device 4.

紡糸装置10を使用した紡糸方法を説明する。まず、貯槽7に貯蔵されたドープ液6が、ギアポンプ8により口金9から押し出される。実験室規模(ラボスケール)においては、ドープ液をシリンダーに充填し、シリンジポンプを用いてノズルから押し出してもよい。次いで、押し出されたドープ液6は、エアギャップ19を経て、凝固液槽20の凝固液11内に供給され、溶媒が除去されて、タンパク質が凝固し、繊維状凝固体が形成される。次いで、繊維状凝固体が、延伸浴槽21内の温水12中に供給されて、延伸される。延伸倍率は供給ニップローラ13と引き取りニップローラ14との速度比によって決まる。その後、延伸された繊維状凝固体が、乾燥装置4に供給され、糸道22内で乾燥されて、複合繊維36が、巻糸体5として得られる。18a〜18gは糸ガイドである。   A spinning method using the spinning device 10 will be described. First, the dope solution 6 stored in the storage tank 7 is pushed out of the base 9 by the gear pump 8. On a laboratory scale (lab scale), a dope solution may be filled in a cylinder and extruded from a nozzle using a syringe pump. Next, the extruded dope solution 6 is supplied into the coagulation solution 11 of the coagulation solution tank 20 through the air gap 19, the solvent is removed, the protein is coagulated, and a fibrous coagulate is formed. Next, the fibrous coagulated material is supplied into the hot water 12 in the stretching bath 21 and stretched. The stretching ratio is determined by the speed ratio between the supply nip roller 13 and the take-off nip roller 14. Thereafter, the drawn fibrous coagulated body is supplied to the drying device 4 and dried in the yarn path 22, so that the composite fiber 36 is obtained as the wound body 5. 18a to 18g are yarn guides.

本実施形態に係る複合繊維の製造方法では、例えば、図7又は8に示すように複数の紡糸口金及びリザーブタンクを配置した紡糸装置を用いて、第1ドープ液と第2ドープ液を各紡糸口金(ノズル)から、同一の吐出速度で吐出する。各紡糸口金からの吐出は、所定時間ごとに交互に行う。吐出されるドープ液の切り替え時には、両方のドープ液を吐出して接合部を形成させてもよい。この場合、図11(b)又は(c)のような接合部が形成され得る。   In the method for producing a conjugate fiber according to the present embodiment, for example, a first dope solution and a second dope solution are spun by using a spinning device having a plurality of spinnerets and a reserve tank arranged as shown in FIG. 7 or 8. Discharge is performed from the base (nozzle) at the same discharge speed. The discharge from each spinneret is performed alternately at predetermined time intervals. When switching the dope liquid to be discharged, both of the dope liquids may be discharged to form a joint. In this case, a joint as shown in FIG. 11B or 11C may be formed.

図7及び8は、図6に示す紡糸装置の押出し装置から未延伸糸製造装置までの部分に対応する変形例を示した模式図である。図7では、2つの押出し装置1は、各紡糸口金が略接するように配置されており、片方の押出し装置には第1ドープ液が充填されており、他方の押出し装置には第2ドープ液が充填されている。各押出し装置が備えるギアポンプ8を所望のタイミングで開閉することにより、吐出されるドープ液を切り替えることが可能である。2つの紡糸口金は、空気中へ吐出された各ドープ液の流束が互いに連結し得るように配置されており、エアギャップを経て、凝固液層の凝固液内に供給される。ドープ液は凝固液内に供給された後、第1成分と第2成分が接合した複合繊維の未延伸糸を形成する。その後、図6に示すように、延伸された繊維状凝固体が、乾燥装置4に供給され、糸道22内で乾燥されて、複合繊維36が巻糸体5として得られる。   FIGS. 7 and 8 are schematic views showing a modified example corresponding to a portion from the extrusion device of the spinning device to the undrawn yarn production device shown in FIG. In FIG. 7, the two extruders 1 are arranged such that the respective spinnerets are substantially in contact with each other. One extruder is filled with the first dope, and the other extruder is the second dope. Is filled. The dope liquid to be discharged can be switched by opening and closing the gear pump 8 included in each extrusion device at a desired timing. The two spinnerets are arranged so that the fluxes of the respective dope liquids discharged into the air can be connected to each other, and are supplied into the coagulating liquid of the coagulating liquid layer via an air gap. After the dope liquid is supplied into the coagulation liquid, an undrawn yarn of the conjugate fiber in which the first component and the second component are joined is formed. Thereafter, as shown in FIG. 6, the stretched fibrous coagulated material is supplied to the drying device 4 and dried in the yarn path 22, and the composite fiber 36 is obtained as the wound yarn 5.

図8では、2つの押出し装置1は、各紡糸口金が切り替え弁を通じて接続されており、片方の押出し装置には第1ドープ液が充填されており、他方の押出し装置には第2ドープ液が充填されている。図8に示す装置では、切り替え弁を操作することにより、簡便に、吐出されるドープ液を切り替えることが可能である。各ドープ液は切り替え弁内で互いに連結され、切り替え弁から吐出されたドープ液はエアギャップを経て、凝固液層の凝固液内に供給される。ドープ液は凝固液内に供給された後、第1成分と第2成分が接合した複合繊維の未延伸糸を形成する。その後、図6に示すように、延伸された繊維状凝固体が、乾燥装置4に供給され、糸道22内で乾燥されて、複合繊維36が巻糸体5として得られる。   In FIG. 8, the two extruders 1 have respective spinnerets connected through a switching valve, one extruder is filled with a first dope liquid, and the other extruder is supplied with a second dope liquid. Is filled. In the apparatus shown in FIG. 8, it is possible to easily switch the dope liquid to be discharged by operating the switching valve. The respective dope liquids are connected to each other in the switching valve, and the dope liquid discharged from the switching valve is supplied into the coagulation liquid of the coagulation liquid layer through an air gap. After the dope liquid is supplied into the coagulation liquid, an undrawn yarn of the conjugate fiber in which the first component and the second component are joined is formed. Thereafter, as shown in FIG. 6, the stretched fibrous coagulated material is supplied to the drying device 4 and dried in the yarn path 22, and the composite fiber 36 is obtained as the wound yarn 5.

複合繊維製造用の紡糸口金(ノズル)としては、例えば、サイドバイサイド構造の複合繊維製造用のノズル等を利用してもよい。サイドバイサイド構造の複合繊維製造用のノズルでは、ノズルの中央部に、第1ドープ液(複合繊維の第1成分に対応する)を押し出す第1の口金が配置され、それに近接して第2ドープ液(複合繊維の第2成分に対応する)を押し出す第2の口金が配置されている。第2の口金は、第2ドープ液が第1の口金から押し出された第1ドープ液からの流束と合わさるように、第1の口金に向けて傾斜していてもよい。また、第1の口金からの流束と第2の口金からの流束とが並行となることが好ましい。第2の口金は、第1の口金と略接していてもよい。また、ノズルは、第1の口金と第2の口金が一体となり、第1ドープ液の吐出孔と第2ドープ液の吐出孔が隔壁で区切られたものであってもよい。各口金は、サイズ、温度制御等により吐出量が一定となるように設計されたものが好ましい。第2の口金から押し出された第2ドープ液は、第1の口金から押し出された第1ドープ液と合わさって一体化し、凝固液と接触することにより、本実施形態に係る複合繊維の未延伸糸を形成させる。   As a spinneret (nozzle) for producing a conjugate fiber, for example, a nozzle for producing a conjugate fiber having a side-by-side structure may be used. In a nozzle for producing a conjugate fiber having a side-by-side structure, a first die for extruding a first dope liquid (corresponding to the first component of the conjugate fiber) is arranged at a central portion of the nozzle, and a second dope liquid is provided close to the first die. A second base for extruding (corresponding to the second component of the conjugate fiber) is arranged. The second base may be inclined toward the first base so that the second dope is combined with the flux from the first dope extruded from the first base. Preferably, the flux from the first die and the flux from the second die are parallel. The second base may be substantially in contact with the first base. Further, the nozzle may have a structure in which the first base and the second base are integrated, and the discharge hole for the first dope liquid and the discharge hole for the second dope liquid are separated by a partition. Each base is preferably designed so that the discharge amount is constant by controlling the size and temperature. The second dope liquid extruded from the second die is combined with the first dope liquid extruded from the first die, is integrated, and comes into contact with the coagulation liquid, so that the unstretched conjugate fiber according to the present embodiment is not drawn. Allow the yarn to form.

各口金の位置は、使用する繊維原料の種類、各ドープ液の粘度、押し出し速度、温度等の紡糸条件に応じて、適宜調整することができる。   The position of each die can be appropriately adjusted according to the spinning conditions such as the type of fiber raw material used, the viscosity of each dope solution, the extrusion speed, and the temperature.

凝固液11としては、脱溶媒できる溶液であればよく、例えば、メタノール、エタノール及び2−プロパノール等の炭素数1〜5の低級アルコール、並びにアセトン等を挙げることができる。凝固液11は、適宜水を含んでいてもよい。その他、凝固液11の温度やノズルの押出し速度(吐出量)、ノズルから押し出されたドープ液(繊維)の凝固液11中での滞在時間、或いは未延伸糸の引き取り速度等は公知の条件等が適宜に採用され得る。また延伸は必要に応じて、各段、又は特定の段で行ってもよい。低級アルコールの蒸発を抑えるために凝固液を低温に維持し、未延伸糸の状態で引き取ってもよい。また、凝固液中で未延伸糸を延伸してもよい(前延伸)。   The coagulating liquid 11 may be any solution that can remove the solvent, and examples thereof include lower alcohols having 1 to 5 carbon atoms such as methanol, ethanol and 2-propanol, and acetone. The coagulating liquid 11 may appropriately contain water. Other known conditions such as the temperature of the coagulating liquid 11, the extrusion speed (discharge amount) of the nozzle, the residence time of the dope liquid (fiber) extruded from the nozzle in the coagulating liquid 11, and the drawing speed of the undrawn yarn, etc. May be appropriately adopted. Stretching may be performed at each stage or at a specific stage as necessary. The coagulation liquid may be maintained at a low temperature in order to suppress evaporation of the lower alcohol, and may be taken off in an undrawn yarn state. Further, the undrawn yarn may be drawn in the coagulating liquid (pre-drawing).

上記方法で得られた未延伸糸(又は前延伸糸)は、延伸工程により延伸糸(複合繊維)の状態となり得る。延伸方法としては、湿熱延伸、乾熱延伸等をあげることができる。   The undrawn yarn (or pre-drawn yarn) obtained by the above method can be in a drawn yarn (composite fiber) state by the drawing step. Examples of the stretching method include wet heat stretching and dry heat stretching.

湿熱延伸は、温水中、温水に有機溶剤等を加えた溶液中、又はスチーム加熱中で行うことができる。温度としては、例えば、40〜200℃であってよく、50〜180℃であってよく、50〜150℃であってよく、75〜90℃であってよい。湿熱延伸における延伸倍率は、未延伸糸(又は前延伸糸)に対して、例えば、1〜30倍であってよく、2〜25倍であってよく、2〜20倍であってよく、2〜15倍であってよく、2〜10倍であってよく、2〜8倍であってよく、2〜6倍であってよく、2〜4倍であってよい。ただし、延伸倍率は、所望する繊維の太さ、機械物性などの特性が得られる範囲であれば限定されるものではない。   The wet heat stretching can be performed in warm water, a solution obtained by adding an organic solvent or the like to warm water, or during steam heating. The temperature may be, for example, 40 to 200 ° C, 50 to 180 ° C, 50 to 150 ° C, or 75 to 90 ° C. The stretching ratio in the wet heat stretching may be, for example, 1 to 30 times, 2 to 25 times, 2 to 20 times, or 2 times to the undrawn yarn (or pre-drawn yarn). It may be up to 15 times, 2 to 10 times, 2 to 8 times, 2 to 6 times, or 2 to 4 times. However, the draw ratio is not limited as long as the desired properties such as fiber thickness and mechanical properties can be obtained.

乾熱延伸は、接触型の熱板、及び非接触型の炉などの装置を用いて行うことができるが、特に限定されるものではなく、繊維を所定の温度まで昇温させ、かつ所定の倍率で延伸が可能な装置であればよい。温度としては、例えば、100℃〜270℃であってよく、140℃〜230℃であってよく、140℃〜200℃であってよく、160℃〜200℃であってよく、160℃〜180℃であってよい。   Dry heat drawing can be performed using a device such as a contact-type hot plate and a non-contact type furnace, but it is not particularly limited, and the fiber is heated to a predetermined temperature, and Any device can be used as long as it can stretch at a magnification. The temperature may be, for example, 100C to 270C, 140C to 230C, 140C to 200C, 160C to 200C, or 160C to 180C. ° C.

乾熱延伸工程における延伸倍率は、未延伸糸(又は前延伸糸)に対して、例えば、1〜30倍であってよく、2〜30倍であってよく、2〜20倍であってよく、3〜15倍であってよく、3〜10倍であることが好ましく、3〜8倍であることがより好ましく、4〜8倍であることがさらに好ましい。ただし、延伸倍率は、所望する繊維の太さ、機械物性などの特性が得られる範囲であれば限定されるものではない。   The draw ratio in the dry heat drawing step may be, for example, 1 to 30 times, 2 to 30 times, or 2 to 20 times with respect to the undrawn yarn (or pre-drawn yarn). 3 to 15 times, preferably 3 to 10 times, more preferably 3 to 8 times, even more preferably 4 to 8 times. However, the draw ratio is not limited as long as the desired properties such as fiber thickness and mechanical properties can be obtained.

延伸工程は、湿熱延伸及び乾熱延伸を、それぞれ単独で行うものであってもよく、またこれらを多段で、又は組み合わせて行うものであってもよい。すなわち、延伸工程として一段目延伸として湿熱延伸を行い、二段目延伸として乾熱延伸を行うか、あるいは一段目延伸として湿熱延伸を行い、二段目延伸として湿熱延伸行い、更に三段目延伸として乾熱延伸で行ってもよく、湿熱延伸及び乾熱延伸を適宜組み合わせて行うことができる。   In the stretching step, the wet heat stretching and the dry heat stretching may be performed individually, or may be performed in multiple stages or in combination. That is, as the stretching step, wet heat stretching is performed as the first step stretching, and dry heat stretching is performed as the second step stretching, or wet heat stretching is performed as the first step stretching, wet heat stretching is performed as the second step stretching, and further, the third step stretching is performed. The stretching may be performed by dry heat stretching, or may be performed by appropriately combining wet heat stretching and dry heat stretching.

延伸工程を経た複合繊維の最終的な延伸倍率の下限値は、未延伸糸(又は前延伸糸)に対して、好ましくは、1倍、2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、又は9倍であってよい。延伸工程を経た複合繊維の最終的な延伸倍率の上限値は、好ましくは40倍、30倍、20倍、15倍、14倍、13倍、12倍、11倍、又は10倍であってよい。また、例えば、3〜40倍であってよく、3〜30倍であってよく、5〜30倍であってよく、5〜20倍であってよく、5〜15倍であってよく、5〜13倍であってよい。   The lower limit of the final draw ratio of the conjugate fiber that has undergone the drawing step is preferably 1, 2, 3, 4, 5, or 6 times the undrawn yarn (or pre-drawn yarn). , 7 times, 8 times, or 9 times. The upper limit of the final draw ratio of the conjugate fiber that has undergone the drawing step may preferably be 40 times, 30 times, 20 times, 15 times, 14 times, 13 times, 12 times, 11 times, or 10 times. . Also, for example, it may be 3 to 40 times, may be 3 to 30 times, may be 5 to 30 times, may be 5 to 20 times, may be 5 to 15 times, and may be 5 to 15 times. It may be up to 13 times.

紡糸工程において、紡糸口金の口金形状、吐出孔(ホール)形状、ホール数などは特に眼定されるものではなく、所望の繊維径及び単糸本数等に応じて適宜選択できる。   In the spinning step, the shape of the spinneret, the shape of the discharge holes (holes), the number of holes, and the like are not particularly specified, and can be appropriately selected according to the desired fiber diameter, the number of single yarns, and the like.

乾燥の前又は後に、必要に応じて、未延伸糸(若しくは前延伸糸)又は延伸糸に対して、帯電抑制性、収束性及び潤滑性等を付与する目的で油剤を付与してもよい。付与する油剤の種類及び付与する量等は、特に限定されるものではなく、複合繊維を使用する用途、被合繊維の取扱い性等を考慮して、適宜調整することができる。   Before or after drying, if necessary, an oil agent may be added to the undrawn yarn (or pre-drawn yarn) or drawn yarn for the purpose of imparting antistatic properties, convergence, lubricity and the like. The type of oil agent to be applied, the amount to be applied, and the like are not particularly limited, and can be appropriately adjusted in consideration of the use of the conjugate fiber, the handleability of the conjugate fiber, and the like.

紡糸口金のホール形状が円形である場合は、0.1mm〜0.6mmの孔径を例示できる。孔径が0.1mm以上であると、圧力損失を低減することができ、設備費用を抑えることができる。孔径が0.6mm以下であると、繊維径を細くするための延伸操作を省略することができ、吐出から引き取りまでの間で断裂(延伸切れ)を起こす可能性をより低減することができる。   When the hole shape of the spinneret is circular, a hole diameter of 0.1 mm to 0.6 mm can be exemplified. When the hole diameter is 0.1 mm or more, pressure loss can be reduced, and equipment costs can be reduced. When the pore diameter is 0.6 mm or less, the stretching operation for reducing the fiber diameter can be omitted, and the possibility of tearing (stretch breakage) between discharge and take-up can be further reduced.

紡糸口金を通過する際の温度、及び紡糸口金の温度は、特に限定されるものではなく、使用するドープ液の濃度及び粘度、溶媒の種類等により適宜調整すればよい。紡糸口金の温度は、改変フィブロイン及び構造タンパク質の劣化等を防止するという観点から、30℃〜100℃が好ましい。また、当該温度は、溶媒の揮発による圧力上昇、ドープ液の固形化による配管内の閉塞が発生する可能性をより低減するという観点から、用いる溶媒の沸点に満たない温度を上限とすることが好ましい。これにより工程安定性が向上する。   The temperature at the time of passing through the spinneret and the temperature of the spinneret are not particularly limited, and may be appropriately adjusted depending on the concentration and viscosity of the dope solution to be used, the type of the solvent, and the like. The temperature of the spinneret is preferably from 30C to 100C from the viewpoint of preventing the modified fibroin and the structural protein from deteriorating. In addition, the temperature may be increased to a temperature lower than the boiling point of the solvent to be used, from the viewpoint of increasing the pressure increase due to the volatilization of the solvent, and further reducing the possibility of causing blockage in the pipe due to solidification of the dope solution. preferable. This improves the process stability.

本実施形態に係る方法は、ドープ液の吐出前にドープ液を濾過する工程(濾過工程)、及び/又は吐出前にドープ液を脱泡する工程(脱泡工程)を更に設けてもよい。   The method according to the present embodiment may further include a step of filtering the dope liquid before discharging the dope liquid (filtration step) and / or a step of defoaming the dope liquid before discharge (defoaming step).

捲縮工程は、潜在性捲縮能を有する複合繊維を水性媒体と接触させることで、捲縮させる(以下、「水捲縮」という場合がある)工程である。   The crimping step is a step in which the composite fiber having latent crimping ability is brought into contact with an aqueous medium to be crimped (hereinafter, may be referred to as “water crimping”).

水性媒体に接触させることにより、外力によらずに、複合改変フィブロイン繊維を捲縮させることができる。水性媒体とは、水(水蒸気を含む。)を含む液体又は気体(スチーム)の媒体である。水性媒体は水であってもよく、水と親水性溶媒との混合液であってもよい。親水性溶媒としては、例えば、エタノール及びメタノール等の揮発性溶媒又その蒸気を挙げることができる。水性媒体は、水とエタノール、メタノールなどの揮発性溶媒との混合液体であってよく、水、又は水とエタノールとの混合液体であることが好ましい。揮発性溶媒又はその蒸気を含む水性媒体を使用することで、水捲縮後の乾燥速度が向上させることができ、更には最終的に得られる捲縮ステープルに柔らかな風合いを付与し得る。   By contacting with an aqueous medium, the composite modified fibroin fiber can be crimped regardless of external force. The aqueous medium is a liquid or gas (steam) medium containing water (including water vapor). The aqueous medium may be water or a mixture of water and a hydrophilic solvent. Examples of the hydrophilic solvent include volatile solvents such as ethanol and methanol and vapors thereof. The aqueous medium may be a liquid mixture of water and a volatile solvent such as ethanol or methanol, and is preferably water or a liquid mixture of water and ethanol. By using an aqueous medium containing a volatile solvent or a vapor thereof, the drying rate after water crimping can be improved, and a soft texture can be imparted to the finally obtained crimped staple.

水と揮発性溶媒又はその蒸気との比率は、特に限定されず、例えば、水:揮発性溶媒は、質量比で10:90〜90:10であってもよい。水の含有量は、水性媒体の全質量を基準として、30質量%以上であることが好ましく、40質量%又は50質量%以上であってもよい。水性媒体が液体である場合、水性媒体には油剤を分散させることが好ましい。この場合は、水捲縮と油剤付着を同時に行うことができる。なお、油剤としては、例えば、帯電防止用、摩擦軽減用、柔軟性付与用、又は撥水性付与用等の工程通過性や機能性付与等の一般的な目的で使用される公知の油剤であればいずれも使用可能である。なお、油剤の量は、特に限定されず、例えば、油剤と水性媒体の全質量に対して1〜10質量%であってもよく、或いは2〜5質量%であってよい。   The ratio of water to the volatile solvent or its vapor is not particularly limited, and for example, the mass ratio of water: volatile solvent may be from 10:90 to 90:10. The water content is preferably 30% by mass or more, and may be 40% by mass or 50% by mass or more based on the total mass of the aqueous medium. When the aqueous medium is a liquid, it is preferable to disperse the oil agent in the aqueous medium. In this case, water crimping and oil application can be performed simultaneously. In addition, as the oil agent, for example, a known oil agent used for a general purpose such as an antistatic, a friction reducing, a flexibility imparting, or a process passing property or a functional imparting such as a water repellency imparting. Any of them can be used. The amount of the oil agent is not particularly limited, and may be, for example, 1 to 10% by mass or 2 to 5% by mass based on the total mass of the oil agent and the aqueous medium.

水性媒体は、水(水蒸気を含む)を含む10〜230℃の液体又は気体であることが好ましい。水性媒体の温度は、10℃以上、25℃以上、40℃以上、60℃以上、又は100℃以上であってよく、230℃以下、120℃以下、又は100℃以下であってよい。より具体的には、水性媒体が気体(スチーム)である場合、水性媒体の温度は100〜230℃が好ましく、100〜120℃がより好ましい。水性媒体のスチームが230℃以下であると、複合繊維の熱変性を防ぐことができる。水性媒体が液体である場合、水性媒体の温度は、効率良く捲縮を付与する観点から、10℃以上、25℃以上、又は40℃以上が好ましく、複合繊維の強度を高く保つ観点から、60℃以下が好ましい。   The aqueous medium is preferably a liquid or a gas containing water (including water vapor) at 10 to 230 ° C. The temperature of the aqueous medium may be 10C or more, 25C or more, 40C or more, 60C or more, or 100C or more, and may be 230C or less, 120C or less, or 100C or less. More specifically, when the aqueous medium is a gas (steam), the temperature of the aqueous medium is preferably from 100 to 230 ° C, more preferably from 100 to 120 ° C. When the steam of the aqueous medium is 230 ° C. or lower, thermal denaturation of the conjugate fiber can be prevented. When the aqueous medium is a liquid, the temperature of the aqueous medium is preferably 10 ° C. or more, 25 ° C. or more, or 40 ° C. or more from the viewpoint of efficiently imparting crimp, and is 60 ° C. from the viewpoint of keeping the strength of the conjugate fiber high. C. or less is preferred.

水性媒体と接触する時間は、特に制限されないが、30秒以上であればよく、1分以上、又は2分以上であってよく、生産性の観点から10分以下であることが好ましい。またスチームの場合は、液体に比べて短い時間で大きな収縮率が得られると考えられる。水性媒体との接触は、常圧下で行ってもよく、減圧下(例えば、真空)で行ってもよい。   The time for contact with the aqueous medium is not particularly limited, but may be 30 seconds or more, may be 1 minute or more, or 2 minutes or more, and is preferably 10 minutes or less from the viewpoint of productivity. In the case of steam, it is considered that a large shrinkage rate can be obtained in a shorter time than in the case of liquid. The contact with the aqueous medium may be performed under normal pressure, or may be performed under reduced pressure (for example, vacuum).

水性媒体と接触させる方法としては、複合繊維を水性媒体に浸漬する方法、複合繊維に対して水性媒体のスチームを噴霧する方法、水性媒体のスチームが充満した環境に複合繊維を暴露する方法等が挙げられる。水性媒体がスチームである場合、複合繊維への水性媒体の接触は、一般的なスチームセット装置を使用して行うことができる。スチームセット装置の具体例としては、製品名:FMSA型スチームセッター(福伸工業株式会社製)、製品名:EPS−400(辻井染機工業株式会社製)等の装置を挙げることができる。水性媒体のスチームにより複合繊維を捲縮する方法の具体例としては、所定の収容室内に複合繊維を収容する一方、収容室内に水性媒体のスチームを導入して、収容室内の温度を上記所定温度(例えば、100℃〜230℃)に調整しつつ、複合繊維にスチームを接触させることが挙げられる。   Examples of the method of contacting with the aqueous medium include a method of immersing the conjugate fiber in the aqueous medium, a method of spraying the conjugate fiber with steam of the aqueous medium, and a method of exposing the conjugate fiber to an environment filled with the aqueous medium steam. No. When the aqueous medium is steam, the contact of the aqueous medium with the composite fiber can be performed using a general steam setting device. Specific examples of the steam set device include a product name: FMSA type steam setter (manufactured by Fukushin Kogyo Co., Ltd.) and a product name: EPS-400 (manufactured by Tsujii Dyeing Machinery Co., Ltd.). As a specific example of the method of crimping the conjugate fiber by the steam of the aqueous medium, while storing the conjugate fiber in a predetermined storage chamber, the steam of the aqueous medium is introduced into the storage chamber, and the temperature in the storage chamber is set to the predetermined temperature. (Eg, 100 ° C. to 230 ° C.) while contacting the composite fiber with steam.

水性媒体との接触による複合繊維の捲縮工程は、好ましくは複合繊維に対して引張力が何ら加えられない(繊維軸方向に何ら緊張されない)状態、若しくは所定の大きさだけ加えられた(繊維軸方向に所定量だけ緊張させられた)状態で実施される。その際に複合繊維に加えられる引張力を調整することで、捲縮の程度をコントロールすることも可能である。複合繊維に加えられる引張力の調製方法としては、例えば、複合繊維に様々な重さの重りを吊す等して、それら繊維に対して負荷される荷重を調整する方法、繊維を弛ませた状態で両末端を同定すると共に、その弛み量を種々変更する方法、繊維を紙管又はボビン等の被巻回体に巻き付けると共に、その際の巻き付け力(紙管やボビンへの締付力)を適宜に変更する方法等が挙げられる。   In the step of crimping the conjugate fiber by contact with the aqueous medium, preferably, no tension is applied to the conjugate fiber (no tension is applied in the fiber axis direction), or the conjugate fiber is applied by a predetermined size (fiber). (Tension in the axial direction by a predetermined amount). The degree of crimp can be controlled by adjusting the tensile force applied to the composite fiber at that time. As a method of adjusting the tensile force applied to the conjugate fiber, for example, a method of adjusting the load applied to the fibers by suspending various weights on the conjugate fibers, a state in which the fibers are loosened In addition to identifying both ends with a method, various methods of changing the amount of slack, winding the fiber around a wound body such as a paper tube or bobbin, and the winding force (clamping force on the paper tube or bobbin) at that time. A method of appropriately changing the value may be used.

複合繊維を水性媒体と接触させた後に、さらに乾燥させてもよい。乾燥方法は、特に限定されず、乾燥は、自然乾燥でもよく、熱嵐やホットローラーで乾燥しでもよい。乾燥温度としては、特に限定されず、例えば20〜150℃であってよく、40〜120℃であることが好ましく、60〜100℃であることがより好ましい。   After the conjugate fiber is brought into contact with the aqueous medium, it may be further dried. The drying method is not particularly limited, and the drying may be natural drying, heat storm or hot roller drying. The drying temperature is not particularly limited, and may be, for example, 20 to 150 ° C, preferably 40 to 120 ° C, and more preferably 60 to 100 ° C.

本実施形態に係る複合繊維において、改変フィブロインを含む第1成分と、構造タンパク質を含む第2成分は、互いに疎水性度が異なっていてもよい。   In the conjugate fiber according to the present embodiment, the first component containing the modified fibroin and the second component containing the structural protein may have different degrees of hydrophobicity.

複合繊維における、第1成分と第2成分の疎水性度の差(改変フィブロインの疎水性度と構造タンパク質の疎水性度の差)は、例えば所望の捲縮性に応じて適宜選択することができ、0.1以上であってもよく、0.2以上であってもよく、0.3以上であってもよく、0.4以上であってもよく、0.5以上であってもよく、0.6以上であってもよく、0.7以上であってもよく、0.8以上であってもよく、0.9以上であってもよく、1.0以上であってもよく、1.1以上であってもよく、1.2以上であってもよく、1.3以上であってもよい。疎水性度の差が大きいほど、より優れた潜在捲縮性を安定して付与し得る。   The difference in the degree of hydrophobicity between the first component and the second component (the difference between the degree of hydrophobicity of the modified fibroin and the degree of hydrophobicity of the structural protein) in the conjugate fiber can be appropriately selected, for example, according to the desired crimpability. Possible, may be 0.1 or more, may be 0.2 or more, may be 0.3 or more, may be 0.4 or more, and may be 0.5 or more. 0.6 or more, 0.7 or more, 0.8 or more, 0.9 or more, 1.0 or more It may be 1.1 or more, 1.2 or more, or 1.3 or more. The greater the difference in the degree of hydrophobicity, the more stably the excellent latent crimpability can be imparted.

複合繊維における第1成分と第2成分は、水収縮による収縮率が互いに異なっていてもよい。例えば、第1成分に使用される改変フィブロインは、水性媒体との接触により収縮する一方、第2成分に使用される構造タンパク質は、水性媒体と接触しても収縮しないか、又は第1成分と比較して収縮率が小さくされていてもよい。
本実施形態に係る改変フィブロインとして好適な改変フィブロインを同条件で紡糸して得られた改変フィブロイン繊維の水性媒体に対する収縮率を表6に示す。収縮率は、以下の方法で算出した。
<収縮率>
長さ約30cmの複数本の改変フィブロイン繊維を束ね、繊度150デニールの繊維束とする。この繊維束に0.8gの鉛錘を取り付け、その状態で繊維束を40℃の水に10分間浸漬して収縮させ、製造工程由来の残留応力による収縮を除去する。繊維束を水中から取り出し、0.8gの鉛錘を取り付けたまま室温で2時間おいて乾燥させる。乾燥後、繊維束の長さを測定する。再度、40℃の水に10分間浸漬して収縮させ、水中で繊維束の長さを測定する。これら湿潤、乾燥を少なくとも3回繰り返し、湿潤時の平均の長さ(Lwet)、乾燥時の平均の長さ(Ldry)を求める。収縮率は下記式に従って算出される。
式:収縮率(%)=(1−(Ldry/Lwet))×100

Figure 2020020070
The first component and the second component of the conjugate fiber may have different shrinkage rates due to water shrinkage. For example, the modified fibroin used for the first component contracts upon contact with the aqueous medium, while the structural protein used for the second component does not contract upon contact with the aqueous medium, or The contraction rate may be made smaller in comparison.
Table 6 shows the shrinkage ratio of modified fibroin fibers obtained by spinning modified fibroin suitable as the modified fibroin according to the present embodiment under the same conditions with respect to an aqueous medium. The shrinkage was calculated by the following method.
<Shrinkage>
A plurality of modified fibroin fibers having a length of about 30 cm are bundled to form a fiber bundle having a fineness of 150 denier. A 0.8 g lead weight is attached to this fiber bundle, and the fiber bundle is immersed in water at 40 ° C. for 10 minutes to shrink the fiber bundle in this state, thereby removing shrinkage due to residual stress originating in the manufacturing process. The fiber bundle is taken out of the water and left at room temperature for 2 hours with a 0.8 g lead weight attached to dry. After drying, the length of the fiber bundle is measured. It is immersed again in water at 40 ° C. for 10 minutes to shrink, and the length of the fiber bundle is measured in water. These wet and dry operations are repeated at least three times, and the average length when wet (L wet ) and the average length when dry (L dry ) are determined. The contraction rate is calculated according to the following equation.
Formula: Shrinkage (%) = (1− (L dry / L wet )) × 100
Figure 2020020070

複合繊維における第1成分と第2成分の複合比率は、特に限定されるものではなく、第1成分と第2成分の組み合わせや、所望の捲縮性、複合形態等に応じて、適宜設定するこができる。第1成分と第2成分の複合比率は、例えば、重量基準で90:10〜10:90の範囲であってよく、80:20〜20:80の範囲であってよく、75:25〜25:75の範囲であってよく、75:25〜35:65の範囲であってよく、70:30〜30:70の範囲であってよく、65:35〜35:65の範囲であってよく、65:35〜45:55の範囲であってよく、60:40〜40:60の範囲であってよい。   The composite ratio of the first component and the second component in the composite fiber is not particularly limited, and is appropriately set according to a combination of the first component and the second component, a desired crimpability, a composite form, and the like. I can do this. The composite ratio of the first component and the second component may be, for example, in the range of 90:10 to 10:90, 80:20 to 20:80, or 75:25 to 25 on a weight basis. : 75: 25: 35: 35: 65, 70: 30: 30: 70, 65: 35: 35: 65. , 65:35 to 45:55, and 60:40 to 40:60.

複合繊維の各部分の断面形状は、特に限定されるものではなく、丸断面、三角断面、マルチローパル断面、だるま型断面、扁平断面、その他公知の断面形状のいずれであっても良いが捲縮発現性と風合いのバランスを重視する場合は丸断面若しくはだるま型断面の半円状サイドパイサイド型等の断面形状が好ましい。   The cross-sectional shape of each part of the conjugate fiber is not particularly limited, and may be any of a round cross-section, a triangular cross-section, a multi-lobal cross-section, a bar-shaped cross-section, a flat cross-section, and other known cross-sectional shapes. When emphasis is placed on the balance between shrinkage and texture, a cross-sectional shape such as a semicircular side pie side type having a round cross section or a daruma cross section is preferable.

複合繊維の各部分の繊維径は、特に限定されるものではなく、用途等に応じて適宜設定することができ、例えば、10〜125μmであってよく、10〜100μmであってよく、10〜80μmであってよく、10〜60μmであってよく、10〜40μmであってよく、10〜35μmであってよく、10〜30μmであってよい。繊維径が125μm以下であると、紡糸工程における脱溶媒速度が大きくなりにくい。繊維径が10μm以上であると、複合繊維を安定して得られやすくなる。   The fiber diameter of each portion of the conjugate fiber is not particularly limited and can be appropriately set depending on the application and the like, and may be, for example, 10 to 125 μm, 10 to 100 μm, It may be 80 μm, 10 to 60 μm, 10 to 40 μm, 10 to 35 μm, or 10 to 30 μm. When the fiber diameter is 125 μm or less, the rate of desolvation in the spinning step is unlikely to increase. When the fiber diameter is 10 μm or more, it becomes easy to obtain a conjugate fiber stably.

複合繊維を水捲縮させたときの捲縮数は、用途等に応じて適宜設定することができ、例えば、捲縮数5個/25mm以上であってよく、捲縮数10個/25mm以上であってよく、捲縮数15個/25mm以上であってよく、捲縮数20個/25mm以上であってよく、捲縮数25個/25mm以上であってよい。   The number of crimps when the conjugate fiber is crimped with water can be appropriately set according to the application and the like, and may be, for example, 5 crimps / 25 mm or more, and 10 crimps / 25 mm or more. The number of crimps may be 15 pieces / 25 mm or more, the number of crimps may be 20 pieces / 25 mm or more, and the number of crimps may be 25 pieces / 25 mm or more.

複合繊維は、用途等に応じて、さらに複合繊維内のポリペプチド分子間で化学的に架橋させてもよい。架橋させることができる官能基は、例えば、アミノ基、カルボキシル基、チオール基及びヒドロキシ基等が挙げられる。   The conjugate fiber may be further chemically cross-linked between polypeptide molecules in the conjugate fiber depending on the use and the like. Examples of the functional group that can be crosslinked include an amino group, a carboxyl group, a thiol group, and a hydroxy group.

ポリペプチド分子間の架橋は、カルボジイミド、グルタルアルデヒド等の架橋剤を用いて行ってもよく、トランスグルタミナーゼ等の酵素を用いて行ってもよい。カルボジイミドは、一般式RN=C=NR(式中、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜6のアルキル基、シクロアルキル基を含む有機基を示す。)で示される化合物である。カルボジイミドの具体例として、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(EDC)、N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)、1−シクロヘキシル−3−(2−モルホリノエチル)カルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド(DIC)等が挙げられる。これらの中でも、EDC及びDICはポリペプチド分子間のアミド結合形成能が高く、架橋反応し易いことから好ましい。 Cross-linking between polypeptide molecules may be performed using a cross-linking agent such as carbodiimide or glutaraldehyde, or may be performed using an enzyme such as transglutaminase. Carbodiimide is represented by the general formula R 1 NNC = NR 2 (wherein R 1 and R 2 each independently represent an organic group containing an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a cycloalkyl group). Compound. Specific examples of carbodiimide include 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC), N, N′-dicyclohexylcarbodiimide (DCC), 1-cyclohexyl-3- (2-morpholinoethyl) carbodiimide , Diisopropylcarbodiimide (DIC) and the like. Among these, EDC and DIC are preferable because they have a high ability to form amide bonds between polypeptide molecules and easily undergo a crosslinking reaction.

架橋処理は、複合繊維に架橋剤を付与して真空加熱乾燥で架橋するのが好ましい。架橋剤は純品を複合繊維に付与してもよいし、炭素数1〜5の低級アルコール及び緩衝液等で0.005〜10質量%の濃度に希釈したものを複合繊維に付与してもよい。架橋処理は、温度20〜45℃で3〜42時間行うのが好ましい。架橋処理により、複合繊維に更に高い応力(強度)を付与することができる。   In the cross-linking treatment, it is preferable to apply a cross-linking agent to the conjugate fiber and cross-link by heating under vacuum. The cross-linking agent may be applied to the conjugate fiber as a pure product, or may be applied to the conjugate fiber after being diluted to a concentration of 0.005 to 10% by mass with a lower alcohol having 1 to 5 carbon atoms and a buffer. Good. The crosslinking treatment is preferably performed at a temperature of 20 to 45 ° C. for 3 to 42 hours. By the cross-linking treatment, a higher stress (strength) can be applied to the conjugate fiber.

(複合繊維の捲縮性評価)
複合繊維の捲縮性は、捲縮工程を経て潜在性捲縮を発現させた複合繊維の捲縮数を確認すること等により、評価することができる。
(Evaluation of crimpability of composite fiber)
The crimpability of the conjugate fiber can be evaluated by confirming the number of crimps of the conjugate fiber that has developed a latent crimp through a crimping step.

〔製品〕
本実施形態に係る複合繊維は、繊維又は糸として、織物、編物、組み物、不織布等の布帛に応用できる。また、本実施形態に係る複合繊維は、長繊維、短繊維、マルチフィラメント、紡績糸、撚糸、加工糸、混繊糸、混紡糸、不織布、紙、及び綿にも応用でき、これらは、特開2009−505668号公報、特許第5678283号公報、特許第4638735号公報等に記載の方法に準じて製造することができる。
[Product]
The conjugate fiber according to the present embodiment can be applied to a fabric such as a woven fabric, a knitted fabric, a braid, and a nonwoven fabric as a fiber or a yarn. Further, the conjugate fiber according to the present embodiment can be applied to long fibers, short fibers, multifilaments, spun yarns, twisted yarns, processed yarns, blended yarns, blended yarns, nonwoven fabrics, paper, and cotton. It can be manufactured according to the method described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-505668, Japanese Patent No. 5678283, Japanese Patent No. 4638735, and the like.

以下、実施例等に基づいて本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples and the like. However, the present invention is not limited to the following examples.

1.改変フィブロイン及び構造タンパク質の製造
(1)発現ベクターの作製
改変フィブロインとして、ネフィラ・クラピベス(Nephila clavipes)由来のフィブロイン(GenBankアクセッション番号:P46804.1、GI:1174415)の塩基配列及びアミノ酸配列に基づき、配列番号15(PRT799)及び配列番号40(PRT1009)で示されるアミノ酸配列を有する改変構造タンパク質(以下、それぞれ「PRT799」及び「PRT1009」ともいう。)を設計した。なお、配列番号15で示されるアミノ酸配列は、ネフィラ・クラピベス由来のフィブロインのアミノ酸配列に対して、生産性の向上を目的としてアミノ酸残基の置換、挿入及び欠失を施したアミノ酸配列を有し、さらにN末端に配列番号11で示されるアミノ酸配列(タグ配列及びヒンジ配列)が付加されている。配列番号40で示されるアミノ酸配列(PRT1009)は、疎水度の向上を目的として、配列番号7で示されるアミノ酸配列(N末端に配列番号11で示されるアミノ酸配列が付加される前のアミノ酸配列)中に存在する20個のドメイン配列の領域4回繰り返した配列中のQQを全てVFに置換し、かつ残りのQをIに置換し、さらにN末端に配列番号11で示されるアミノ酸配列(タグ配列及びヒンジ配列)を付加したものである。また、構造タンパク質として、Caora hircus(GenBankアクセッション番号:NP001272643.1)の構造タンパク質の塩基配列及びアミノ酸配列に基づき、配列番号46で示されるアミノ酸配列を有する改変構造タンパク質(以下、「PRT798」ともいう。)を設計した。
1. Production of Modified Fibroin and Structural Protein (1) Preparation of Expression Vector The modified fibroin is based on the nucleotide sequence and amino acid sequence of fibroin (GenBank Accession No .: P468804.1, GI: 1174415) derived from Nephila clavipes. , SEQ ID NO: 15 (PRT799) and SEQ ID NO: 40 (PRT1009) were designed to have modified structural proteins (hereinafter, also referred to as “PRT799” and “PRT1009”, respectively). The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 15 has an amino acid sequence obtained by substituting, inserting and deleting amino acid residues with respect to the amino acid sequence of fibroin derived from Nephila clapives for the purpose of improving productivity. Further, an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11 (tag sequence and hinge sequence) is added to the N-terminus. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 40 (PRT1009) is an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 (an amino acid sequence before the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11 is added to the N-terminus) for the purpose of improving hydrophobicity. In the region of the 20 domain sequences present therein, all the QQs in the sequence repeated four times were replaced with VF, the remaining Qs were replaced with I, and the N-terminal amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11 (tag Sequence and hinge sequence). Further, as a structural protein, a modified structural protein having an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 46 (hereinafter, also referred to as “PRT798”) based on the base sequence and the amino acid sequence of the structural protein of Caora hircus (GenBank Accession No .: NP001272643.1) ).

次に、PRT799及びPRT1009(改変フィブロイン)、並びにPRT798(構造タンパク質)をコードする核酸を合成した。当該核酸には、5’末端にNdeIサイト及び終止コドン下流にEcoRIサイトを付加した。当該核酸をクローニングベクター(pUC118)にクローニングした。その後、同核酸をNdeI及びEcoRIで制限酵素処理して切り出した後、それぞれタンパク質発現ベクターpET−22b(+)に組換えて発現ベクターを得た。   Next, nucleic acids encoding PRT799 and PRT1009 (modified fibroin) and PRT798 (structural protein) were synthesized. An NdeI site at the 5 'end and an EcoRI site downstream of the stop codon were added to the nucleic acid. The nucleic acid was cloned into a cloning vector (pUC118). Thereafter, the nucleic acid was treated with NdeI and EcoRI with restriction enzymes, cut out, and then recombined into the protein expression vector pET-22b (+) to obtain an expression vector.

(2)改変フィブロイン及び構造タンパク質の発現
上記(1)で得られた発現ベクターで、大腸菌BLR(DE3)をそれぞれ形質転換した。当該形質転換大腸菌を、アンピシリンを含む2mLのLB培地で15時間培養した。当該培養液を、アンピシリンを含む100mLのシード培養用培地(表7)にOD600が0.005となるように添加した。培養液温度を30℃に保ち、OD600が5になるまでフラスコ培養を行い(約15時間)、シード培養液をそれぞれ得た。
(2) Expression of modified fibroin and structural protein Escherichia coli BLR (DE3) was transformed with the expression vector obtained in the above (1). The transformed E. coli was cultured in 2 mL of LB medium containing ampicillin for 15 hours. The culture solution was added to 100 mL of a seed culture medium containing ampicillin (Table 7) so that the OD 600 was 0.005. The temperature of the culture solution was maintained at 30 ° C., and flask culture was performed until the OD 600 reached 5 (about 15 hours) to obtain seed culture solutions.

Figure 2020020070
Figure 2020020070

当該シード培養液を500mLの生産培地(表8)を添加したジャーファーメンターにOD600が0.05となるようにそれぞれ添加した。培養液温度を37℃に保ち、pH6.9で一定に制御して培養した。また培養液中の溶存酸素濃度を、溶存酸素飽和濃度の20%に維持するようにした。 The seed culture solution was added to a jar fermenter to which 500 mL of a production medium (Table 8) had been added so that the OD 600 was 0.05. The culture was maintained at a temperature of 37 ° C. and controlled at a constant pH of 6.9. Further, the dissolved oxygen concentration in the culture solution was maintained at 20% of the dissolved oxygen saturated concentration.

Figure 2020020070
Figure 2020020070

生産培地中のグルコースが完全に消費された直後に、フィード液(グルコース455g/1L、Yeast Extract 120g/1L)を1mL/分の速度で添加した。培養液温度を37℃に保ち、pH6.9で一定に制御して培養した。また培養液中の溶存酸素濃度を、溶存酸素飽和濃度の20%に維持するようにし、20時間培養を行った。その後、1Mのイソプロピル−β−チオガラクトピラノシド(IPTG)を培養液に対して終濃度1mMになるよう添加し、改変フィブロイン及び構造タンパク質をそれぞれ発現誘導させた。IPTG添加後20時間経過した時点で、培養液を遠心分離し、菌体を回収した。IPTG添加前とIPTG添加後の培養液から調製した菌体を用いてSDS−PAGEを行い、IPTG添加に依存した目的とする改変フィブロインサイズのバンドの出現、及び構造タンパク質サイズのバンドの出現により、目的とする改変フィブロイン及び構造タンパク質の発現をそれぞれ確認した。   Immediately after glucose in the production medium was completely consumed, a feed solution (455 g / 1 L of glucose, 120 g / 1 L of Yeast Extract) was added at a rate of 1 mL / min. The temperature of the culture was maintained at 37 ° C., and the culture was performed at a constant pH of 6.9. Further, the culture was performed for 20 hours while maintaining the dissolved oxygen concentration in the culture solution at 20% of the dissolved oxygen saturation concentration. Thereafter, 1 M isopropyl-β-thiogalactopyranoside (IPTG) was added to the culture solution to a final concentration of 1 mM to induce the expression of the modified fibroin and the structural protein. Twenty hours after the addition of IPTG, the culture was centrifuged to collect the cells. SDS-PAGE was performed using the cells prepared from the culture solution before and after the addition of IPTG, and the appearance of a band of the desired modified fibroin size depending on the addition of IPTG and the appearance of a band of the structural protein size, The expression of the desired modified fibroin and structural protein was confirmed.

(3)改変フィブロイン及び構造タンパク質の精製
IPTGを添加してから2時間後に回収した菌体を20mM Tris−HCl buffer(pH7.4)で洗浄した。洗浄後の菌体を約1mMのPMSFを含む20mM Tris−HCl緩衝液(pH7.4)に懸濁させ、高圧ホモジナイザー(GEA Niro Soavi社製)で細胞を破砕した。破砕した細胞を遠心分離し、沈殿物を得た。得られた沈殿物を、高純度になるまで20mM Tris−HCl緩衝液(pH7.4)で洗浄した。洗浄後の沈殿物を100mg/mLの濃度になるように8M グアニジン緩衝液(8M グアニジン塩酸塩、10mM リン酸二水素ナトリウム、20mM NaCl、1mM Tris−HCl、pH7.0)で懸濁し、60℃で30分間、スターラーで撹拌し、溶解させた。溶解後、透析チューブ(三光純薬株式会社製のセルロースチューブ36/32)を用いて水で透析を行った。透析後に得られた白色の凝集タンパク質を遠心分離により回収し、凍結乾燥機で水分を除き、凍結乾燥粉末を回収することにより、改変フィブロイン(PRT799及びPRT1009)と構造タンパク質(PRT798)を得た。
(3) Purification of Modified Fibroin and Structural Protein Two hours after the addition of IPTG, the recovered cells were washed with 20 mM Tris-HCl buffer (pH 7.4). The washed cells were suspended in a 20 mM Tris-HCl buffer (pH 7.4) containing about 1 mM PMSF, and the cells were disrupted with a high-pressure homogenizer (GEA Niro Soavi). The disrupted cells were centrifuged to obtain a precipitate. The obtained precipitate was washed with a 20 mM Tris-HCl buffer (pH 7.4) until it became highly pure. The precipitate after washing is suspended in an 8M guanidine buffer (8M guanidine hydrochloride, 10 mM sodium dihydrogen phosphate, 20 mM NaCl, 1 mM Tris-HCl, pH 7.0) so as to have a concentration of 100 mg / mL. For 30 minutes with a stirrer to dissolve. After dissolution, dialysis was performed with water using a dialysis tube (Cellulose tube 36/32 manufactured by Sanko Junyaku Co., Ltd.). The white aggregated protein obtained after the dialysis was collected by centrifugation, the water was removed with a freeze dryer, and the freeze-dried powder was collected to obtain a modified fibroin (PRT799 and PRT1009) and a structural protein (PRT798).

2.絹フィブロイン(構造タンパク質)の製造
(1)絹フィブロイン粉末の作製
天然の蚕(Bombyx mori)の繭を用い、中身を除去した蚕の繭を小さく切断した。沸騰した0.5質量%マルセル石鹸水(マルセル石鹸はおろし金で細かくしたものを使用)で約30分間煮た後、沸騰したお湯で30分間煮た。この手順をさらに2回繰り返した(計3回)。最後に沸騰したお湯で30分間煮て、絹フィブロインを覆うセリシンを完全に除去し、セリシン除去後の絹フィブロインを37℃の環境下で一晩乾燥させた。乾燥後の絹の重さを測り、10質量/体積%となるように、臭化リチウム水溶液(9mo1/L)を加え、40℃で2時間溶解させた。この水溶液をセルロース透析膜(VISKASESELESCOAP社製のSeamless Cellulose Tubing、36/32)に入れ、蒸留水を用いて3〜4日間透析した。透析後の回収溶液を、20℃、15000rpm、1時間で遠心し、溶け残りや不純物などを除去した。更に濃度が2質量%以下になるようにMilli水で希釈した。希釈後、ADVANTEC社の150μmフィルターに通し、不純物を完全に除去した。絹フィブロイン水溶液を−80℃で凍結させ一晩かけて凍結乾燥した。十分に水分が抜けたことを確認し、絹フィブロイン粉末を得た。
2. Production of Silk Fibroin (Structural Protein) (1) Preparation of Silk Fibroin Powder Using a natural silkworm (Bombyx mori) cocoon, the silkworm cocoon from which the content was removed was cut into small pieces. After boiled for about 30 minutes in boiling 0.5% by mass Marcel soap water (Marcel soap used was fined with a grater), it was boiled in boiling water for 30 minutes. This procedure was repeated twice more (three times in total). Finally, the resultant was boiled with boiling water for 30 minutes to completely remove sericin covering the silk fibroin, and dried the silk fibroin after removing the sericin at 37 ° C. overnight. After drying, the silk was weighed, and an aqueous lithium bromide solution (9 mol / L) was added so as to have a concentration of 10% by mass / volume, followed by dissolving at 40 ° C. for 2 hours. This aqueous solution was put into a cellulose dialysis membrane (Seamless Cellulose Tubing, 36/32 manufactured by VISKASESELESCOAP) and dialyzed with distilled water for 3 to 4 days. The recovered solution after dialysis was centrifuged at 20 ° C. and 15000 rpm for 1 hour to remove undissolved and impurities. Further, it was diluted with Milli water so that the concentration became 2% by mass or less. After dilution, the solution was passed through a 150 μm filter manufactured by ADVANTEC to completely remove impurities. The silk fibroin aqueous solution was frozen at -80 ° C and freeze-dried overnight. After confirming that water was sufficiently removed, silk fibroin powder was obtained.

3.複合繊維の製造及び評価
<実施例1>
(1)ドープ液の調製
第1成分として、上記改変フィブロインの製造工程で得られた改変フィブロイン(PRT799)24質量%と、溶媒としてのギ酸(純度98%)76質量%とを混合し40℃のアルミブロックヒーターで1時間加温し、溶解させた後、目開き1μmの金属フィルターで濾過し、脱泡して第1ドープ液を調製した。
第2成分として、上記絹フィブロイン(構造タンパク質)の製造工程で得られた絹フィブロイン24重量%を第2成分として用いた他は、第1ドープ液と同様にして第2ドープ液を調製した。
3. Production and evaluation of composite fiber <Example 1>
(1) Preparation of Dope Solution As a first component, 24% by mass of modified fibroin (PRT799) obtained in the process of producing the modified fibroin and 76% by mass of formic acid (98% purity) as a solvent were mixed and mixed at 40 ° C. The mixture was heated for 1 hour with an aluminum block heater to dissolve, filtered through a metal filter having a mesh size of 1 μm, and defoamed to prepare a first dope solution.
A second dope was prepared in the same manner as the first dope except that 24% by weight of silk fibroin obtained in the step of producing silk fibroin (structural protein) was used as the second component.

(2)複合繊維の製造
図7に示す装置を用いて、第1ドープ液と第2ドープ液を各紡糸口金(ノズル)から、同一の吐出速度で吐出した。各紡糸口金からの吐出は、所定時間ごとに吐出されるドープ液を切り替えた。交互に第1ドープ液及び第2ドープ液を吐出した後、公知の紡糸、延伸、及び乾燥工程を実施した。なお、第1ドープ液の吐出と第2ドープ液の吐出を切り替える時は、所定時間だけ両方のドープ液を同時に吐出させた。
得られた複合繊維は、第1の部分と第2の部分とが繊維軸方向に交互に接合されており、その接合部は図11(b)に示す形態であった。この複合繊維は、改変フィブロイン(PRT799)のみで製造したタンパク質繊維よりも、引張強度が小さかった。
(2) Production of Composite Fiber Using the apparatus shown in FIG. 7, the first dope solution and the second dope solution were discharged from each spinneret (nozzle) at the same discharge speed. The dope discharged from each spinneret was switched at predetermined intervals. After alternately discharging the first dope liquid and the second dope liquid, known spinning, drawing, and drying steps were performed. When switching between the discharge of the first dope liquid and the discharge of the second dope liquid, both dope liquids were simultaneously discharged for a predetermined time.
In the obtained conjugate fiber, the first portion and the second portion were alternately joined in the fiber axis direction, and the joined portion had a form shown in FIG. 11B. This composite fiber had a lower tensile strength than the protein fiber produced only with the modified fibroin (PRT799).

1…押出し装置、2…未延伸糸製造装置、3…湿熱延伸装置、4…乾燥装置、6…ドープ液、9…紡糸口金、10…紡糸装置、11…凝固液、20…凝固液槽、21…延伸浴槽、36…複合繊維。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Extrusion apparatus, 2 ... Undrawn yarn manufacturing apparatus, 3 ... Wet heat drawing apparatus, 4 ... Drying apparatus, 6 ... Dope liquid, 9 ... Spinneret, 10 ... Spinning apparatus, 11 ... Coagulation liquid, 20 ... Coagulation liquid tank, 21 ... Drawing bath, 36 ... Composite fiber.

Claims (8)

改変フィブロインを含む第1の部分と、構造タンパク質を含む第2の部分と、が繊維軸方向に接合している、複合繊維。   A composite fiber in which a first portion containing a modified fibroin and a second portion containing a structural protein are joined in the fiber axis direction. 前記構造タンパク質が、絹フィブロイン、クモ糸フィブロイン、及びケラチンからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1に記載の複合繊維。   The composite fiber according to claim 1, wherein the structural protein is at least one selected from the group consisting of silk fibroin, spider silk fibroin, and keratin. 前記第1の部分の太さと前記第2の部分の太さが互い異なる、請求項1又は2に記載の複合繊維。   The conjugate fiber according to claim 1, wherein a thickness of the first portion and a thickness of the second portion are different from each other. 前記第1の部分の断面形状と前記第2の部分の断面形状が互い異なる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の複合繊維。   The conjugate fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein a cross-sectional shape of the first portion and a cross-sectional shape of the second portion are different from each other. 改変フィブロイン及び溶媒を含む第1のドープ液、並びに、構造タンパク質及び溶媒を含む第2のドープ液を用意する工程と、
第1のドープ液及び第2のドープ液のうちのいずれか一方のドープ液を第1の紡糸口金から吐出させる工程と、
吐出された前記ドープ液に連続するように、第2の紡糸口金から他方のドープ液を吐出させる工程と、
吐出された連続するドープ液を凝固液槽に入れて、前記改変フィブロインを含む第1の部分及び前記構造タンパク質を含む第2の部分が繊維軸方向に接合した繊維を得る工程と、
を含む、複合繊維の製造方法。
Preparing a first dope solution containing the modified fibroin and the solvent, and a second dope solution containing the structural protein and the solvent;
Discharging one of the first dope solution and the second dope solution from the first spinneret;
Discharging the other dope liquid from the second spinneret so as to be continuous with the discharged dope liquid;
A step of putting the discharged continuous dope liquid into a coagulation bath to obtain a fiber in which the first portion containing the modified fibroin and the second portion containing the structural protein are bonded in the fiber axis direction,
A method for producing a conjugate fiber, comprising:
前記構造タンパク質が、絹フィブロイン、クモ糸フィブロイン、コラーゲン、レシリン、エラスチン、及びケラチンからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項5に記載の複合繊維の製造方法。   The method according to claim 5, wherein the structural protein is at least one selected from the group consisting of silk fibroin, spider silk fibroin, collagen, resilin, elastin, and keratin. 前記第1の紡糸口金の吐出孔の直径と前記第2の紡糸口金の吐出孔の直径とが、互いに異なる、請求項5又は6に記載の複合繊維の製造方法。   The method for producing a conjugate fiber according to claim 5, wherein a diameter of a discharge hole of the first spinneret and a diameter of a discharge hole of the second spinneret are different from each other. 前記第1の紡糸口金の吐出孔の形状と前記第2の紡糸口金の吐出孔の形状とが、互いに異なる、請求項5〜7のいずれか一項に記載の複合繊維の製造方法。
The method for producing a conjugate fiber according to any one of claims 5 to 7, wherein a shape of a discharge hole of the first spinneret and a shape of a discharge hole of the second spinneret are different from each other.
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