JP2021008678A - Synthetic leather and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、合成皮革及びその製造方法に関する。 The present invention relates to synthetic leather and a method for producing the same.
従来から、天然皮革の代替品として人工皮革等の合成皮革が使用されている。合成皮革は、供給に限界がある天然皮革とは異なって、人工的に大量生産が可能なため、近年では、衣料品、靴、バック等の装飾品、各種のカバー、家具類等、より広い用途に用いられるようになってきている。 Conventionally, synthetic leather such as artificial leather has been used as a substitute for natural leather. Unlike natural leather, which has a limited supply, synthetic leather can be artificially mass-produced, so in recent years it has become wider for clothing, shoes, accessories such as bags, various covers, furniture, etc. It has come to be used for various purposes.
例えば、特許文献1には、糊剤高分子物質で前処理した不織布にポリウレタン樹脂溶液を含浸させて湿式凝固させた後、糊剤高分子物質を除去して人工皮革を製造する方法において、不織布を反応性メチルHシリコンと金属触媒との混合エマルジョンに含浸させた後100〜150℃にて加熱する工程を含むことを特徴とする人工皮革の製造方法が開示されている。 For example, Patent Document 1 describes a method for producing artificial leather by impregnating a non-woven fabric pretreated with a paste polymer substance with a polyurethane resin solution and wet-coagulating it, and then removing the glue polymer substance to produce artificial leather. A method for producing artificial leather is disclosed, which comprises a step of impregnating a mixed emulsion of reactive methyl H silicon and a metal catalyst and then heating at 100 to 150 ° C.
ところが、特許文献1に開示されるような人工皮革等の合成皮革の多くのものは、ポリウレタンを含み、耐水性、耐候性等に劣るといった大きな欠点が存していた。 However, many synthetic leathers such as artificial leathers disclosed in Patent Document 1 contain polyurethane and have major drawbacks such as inferior water resistance and weather resistance.
本発明は、上記事情に鑑みたものであり、耐水性等の機能性に優れた合成皮革を提供することを目的とする。本発明はまた、耐水性等の機能性に優れた合成皮革を容易に製造し得る、合成皮革の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a synthetic leather having excellent functionality such as water resistance. Another object of the present invention is to provide a method for producing synthetic leather, which can easily produce synthetic leather having excellent functionality such as water resistance.
本発明は、例えば、以下の各発明に関する。
[1]
不織布と高分子物質とを含む基材層を備え、上記不織布及び上記高分子物質の少なくとも一方は機能性が付与されたものである、合成皮革。
[2]
上記不織布が、タンパク質繊維を含有する、[1]に記載の合成皮革。
[3]
上記タンパク質繊維が、改変フィブロインを含有する、[2]に記載の合成皮革。
[4]
上記改変フィブロインが、改変クモ糸フィブロインである、[3]に記載の合成皮革。
[5]
上記不織布は、タンパク質架橋体を含有し、
上記タンパク質架橋体が、ポリペプチド骨格と、タンパク質と反応して結合を形成可能な第一の反応性基を2つ以上有する第一の反応剤の残基である第一の残基と、上記第一の反応性基と反応して結合を形成可能な第二の反応性基を1つ有する第二の反応剤の残基である第二の残基と、をそれぞれ複数有し、
上記第一の残基の少なくとも一つが、上記ポリペプチド骨格を架橋しており、
上記第一の残基の少なくとも一つが、一端でポリペプチド骨格と結合し、他端で上記第二の残基と結合している、[1]〜[4]のいずれかに記載の合成皮革。
[6]
上記不織布が、ヒドロキシル基含有ポリマーに機能性官能基が結合した修飾ヒドロキシル基含有ポリマーを含有する、[1]〜[5]のいずれかに記載の合成皮革。
[7]
上記高分子物質が、タンパク質を含有する、[1]〜[6]のいずれかに記載の合成皮革。
[8]
上記タンパク質が、改変フィブロインを含有する、[7]に記載の合成皮革。
[9]
上記改変フィブロインが、改変クモ糸フィブロインである、[8]に記載の合成皮革。
[10]
上記高分子物質は、タンパク質架橋体を含有し、
上記タンパク質架橋体が、ポリペプチド骨格と、タンパク質と反応して結合を形成可能な第一の反応性基を2つ以上有する第一の反応剤の残基である第一の残基と、上記第一の反応性基と反応して結合を形成可能な第二の反応性基を1つ有する第二の反応剤の残基である第二の残基と、をそれぞれ複数有し、
上記第一の残基の少なくとも一つが、上記ポリペプチド骨格を架橋しており、
上記第一の残基の少なくとも一つが、一端でポリペプチド骨格と結合し、他端で上記第二の残基と結合している、[1]〜「9」のいずれかに記載の合成皮革。
[11]
上記高分子物質が、ヒドロキシル基含有ポリマーに機能性官能基が結合した修飾ヒドロキシル基含有ポリマーを含有する、[1]〜[10]のいずれかに記載の合成皮革。
[12]
不織布に高分子物質を含む含浸液を含浸し、上記高分子物質を凝固させて基材層を形成する工程を備え、上記不織布及び上記高分子物質の少なくとも一方は機能性が付与されたものである、合成皮革の製造方法。
The present invention relates to, for example, the following inventions.
[1]
Synthetic leather comprising a base material layer containing a non-woven fabric and a polymer substance, and at least one of the non-woven fabric and the polymer substance is endowed with functionality.
[2]
The synthetic leather according to [1], wherein the non-woven fabric contains protein fibers.
[3]
The synthetic leather according to [2], wherein the protein fiber contains modified fibroin.
[4]
The synthetic leather according to [3], wherein the modified fibroin is a modified spider silk fibroin.
[5]
The above-mentioned non-woven fabric contains a protein crosslinked product and contains
The protein cross-linked product has a polypeptide skeleton, a first residue which is a residue of a first reactant having two or more first reactive groups capable of reacting with a protein to form a bond, and the above. Each has a plurality of second residues, which are residues of the second reactant having one second reactive group capable of reacting with the first reactive group to form a bond.
At least one of the first residues crosslinks the polypeptide backbone.
The synthetic leather according to any one of [1] to [4], wherein at least one of the first residues is bound to the polypeptide skeleton at one end and to the second residue at the other end. ..
[6]
The synthetic leather according to any one of [1] to [5], wherein the nonwoven fabric contains a modified hydroxyl group-containing polymer in which a functional functional group is bonded to the hydroxyl group-containing polymer.
[7]
The synthetic leather according to any one of [1] to [6], wherein the polymer substance contains a protein.
[8]
The synthetic leather according to [7], wherein the protein contains modified fibroin.
[9]
The synthetic leather according to [8], wherein the modified fibroin is a modified spider silk fibroin.
[10]
The polymer substance contains a protein cross-linked product and contains
The protein cross-linked product has a polypeptide skeleton, a first residue which is a residue of a first reactant having two or more first reactive groups capable of reacting with a protein to form a bond, and the above. Each has a plurality of second residues, which are residues of the second reactant having one second reactive group capable of reacting with the first reactive group to form a bond.
At least one of the first residues crosslinks the polypeptide backbone.
The synthetic leather according to any one of [1] to "9", wherein at least one of the first residues is bound to the polypeptide skeleton at one end and to the second residue at the other end. ..
[11]
The synthetic leather according to any one of [1] to [10], wherein the polymer substance contains a modified hydroxyl group-containing polymer in which a functional functional group is bonded to the hydroxyl group-containing polymer.
[12]
A step of impregnating a non-woven fabric with an impregnating solution containing a polymer substance and coagulating the polymer substance to form a base material layer is provided, and at least one of the non-woven fabric and the polymer substance is imparted with functionality. There is a method of manufacturing synthetic leather.
本発明によれば、耐水性等の機能性に優れた合成皮革を提供することができる。また、本発明によれば、耐水性等の機能性に優れた合成皮革を容易に製造し得る、合成皮革の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide synthetic leather having excellent functionality such as water resistance. Further, according to the present invention, it is possible to provide a method for producing synthetic leather, which can easily produce synthetic leather having excellent functionality such as water resistance.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。便宜上、実質的に同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。なお、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 with reference to the drawings. For convenience, substantially the same elements may be designated by the same reference numerals and the description thereof may be omitted. The present invention is not limited to the following embodiments.
本実施形態にかかる合成皮革は、不織布と高分子物質とを含む基材層を備える。基材層は、基材層は、不織布と、不織布に含浸された高分子物質からなる含浸体とが一体化されなる層ということもでき、又は高分子物質で形成された層の中に不織布が埋設されてなる層ということもできる。 The synthetic leather according to the present embodiment includes a base material layer containing a non-woven fabric and a polymer substance. The base material layer can be said to be a layer in which the non-woven fabric and the impregnated body made of the polymer substance impregnated in the non-woven fabric are integrated, or the non-woven fabric is contained in the layer formed of the polymer substance. It can also be said that it is a layer in which is buried.
本実施形態において、不織布及び高分子物質(高分子物質で形成された層)の少なくとも一方は、機能性が付与されたものである。すなわち、不織布のみが機能性が付与されたものであってよく(高分子物質は機能性が付与されたものでない)、高分子物質のみが機能性が付与されたものであってよく(不織布は機能性が付与されたものでない)、不織布及び高分子物質の両方が機能性が付与されたものであってもよい。また、少なくとも主材たる不織布が機能性が付与されていることが好ましい。 In the present embodiment, at least one of the non-woven fabric and the polymer substance (layer formed of the polymer substance) is provided with functionality. That is, only the non-woven fabric may be endowed with functionality (the polymer substance may not be endowed with functionality), and only the polymer substance may be endowed with functionality (the non-woven fabric may be endowed with functionality). Functionality is not imparted), and both the non-woven fabric and the polymer substance may be those to which functionality is imparted. Further, it is preferable that at least the non-woven fabric as the main material is provided with functionality.
合成皮革は、人造皮革とも呼ばれ、例えば、織布、編布、不織布等を基材とし、基材に塩化ビニル、ポリウレタン等の樹脂(高分子)を含浸若しくはコーティングする、又は樹脂(高分子)層を形成することにより、天然皮革様の外観及び機能を有するものである。本明細書において、合成皮革には、いわゆる人工皮革(基材に特殊不織布(ランダム三次元立体構造を有する繊維層を主とした基材にポリウレタン又はそれに類する可撓性を有する高分子物質を含浸させたもの)を用いているもの)も含まれる。 Synthetic leather is also called artificial leather. For example, woven fabric, knitted fabric, non-woven fabric, etc. are used as a base material, and the base material is impregnated or coated with a resin (polymer) such as vinyl chloride or polyurethane, or a resin (polymer). ) By forming a layer, it has a natural leather-like appearance and function. In the present specification, the synthetic leather is referred to as so-called artificial leather (a special non-woven fabric (a base material mainly composed of a fiber layer having a random three-dimensional three-dimensional structure) impregnated with polyurethane or a polymer substance having similar flexibility. Those using) are also included.
図1は、一実施形態に係る合成皮革の模式断面図である。図1に示す合成皮革10は、不織布1と高分子物質2とを含む基材層3を備える。基材層3は、例えば、不織布1が埋設された高分子物質2の層からなるものであってよい。基材層3は、無孔質層であってもよく、多孔質層であってもよい。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of synthetic leather according to an embodiment. The synthetic leather 10 shown in FIG. 1 includes a base material layer 3 containing a non-woven fabric 1 and a polymer substance 2. The base material layer 3 may be composed of, for example, a layer of a polymer substance 2 in which a non-woven fabric 1 is embedded. The base material layer 3 may be a non-porous layer or a porous layer.
(不織布)
不織布は、例えば、原料繊維から、公知の製造方法により製造することができる。具体的には、例えば、原料繊維から、乾式法、湿式法及びエアレイド法等でウェブ(単層ウェブ、及び積層ウェブを含む。)を形成させた後、ケミカルボンド法(浸漬法、スプレー法等)及びニードルパンチ法等によりウェブの繊維間を結合させて、不織布を得ることができる。
(Non-woven fabric)
The non-woven fabric can be produced from, for example, raw material fibers by a known production method. Specifically, for example, after forming a web (including a single-layer web and a laminated web) from raw material fibers by a dry method, a wet method, an airlaid method, or the like, a chemical bond method (immersion method, spray method, etc.) is used. ) And the fibers of the web are bonded by a needle punching method or the like to obtain a non-woven fabric.
原料繊維としては、例えば、ナイロン、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート及びポリテトラフルオロエチレン等の合成繊維、キュプラ、レーヨン及びリヨセル等の再生繊維、綿、麻及び絹等の天然繊維、並びにタンパク質繊維が挙げられる。 Examples of the raw material fibers include synthetic fibers such as nylon, polyester, polyamide, polyacrylonitrile, polyolefin, polyvinyl alcohol, polyethylene terephthalate and polytetrafluoroethylene, recycled fibers such as cupra, rayon and lyocell, cotton, linen and silk. Examples include natural fibers and protein fibers.
タンパク質繊維を含む不織布はまた、例えば、タンパク質を、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、ギ酸、又はヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)等の溶媒に、必要に応じて、溶解促進剤としての無機塩と共に添加し、溶解してドープ液を作製した後、当該ドープ液を用いてエレクトロスピニング法(静電紡糸法)により紡糸することにより得ることもできる。 Non-woven fabrics containing protein fibers also promote dissolution of the protein in a solvent such as dimethyl sulfoxide (DMSO), N, N-dimethylformamide (DMF), formic acid, or hexafluoroisopropanol (HFIP), if necessary. It can also be obtained by adding it together with an inorganic salt as an agent, dissolving it to prepare a dope solution, and then spinning the dope solution by an electrospinning method (electrostatic spinning method).
不織布の繊維密度(目付)、空隙率、かさ密度等は、例えば、ウェブを構成する繊維量を増減すること、積層ウェブの場合は、積層数を増減することにより調整することができる。 The fiber density (weight), porosity, bulk density, etc. of the non-woven fabric can be adjusted by, for example, increasing or decreasing the amount of fibers constituting the web, or increasing or decreasing the number of laminated webs.
不織布は、タンパク質繊維を含むことが好ましい。タンパク質繊維としては、改変フィブロインを含むことが好ましく、改変クモ糸フィブロインを含むことがより好ましい。改変フィブロイン(好ましくは、改変クモ糸フィブロイン)を含むことにより、不織布に保温性、吸湿発熱性及び/又は難燃性の機能性を付与することができる。ひいては、本実施形態に係る合成皮革に保温性、吸湿発熱性及び/又は難燃性の機能性を付与することができ、材料としての価値がより高くなる。改変フィブロインは、改変フィブロイン繊維(タンパク質繊維)として不織布に含まれていてもよい。改変フィブロインの好ましい態様は後述する。 The non-woven fabric preferably contains protein fibers. The protein fiber preferably contains modified fibroin, and more preferably contains modified spider silk fibroin. By containing the modified fibroin (preferably modified spider silk fibroin), it is possible to impart heat retention, moisture absorption and heat generation and / or flame retardant functionality to the non-woven fabric. As a result, the synthetic leather according to the present embodiment can be imparted with heat retention, hygroscopic heat generation and / or flame retardant functionality, and its value as a material becomes higher. The modified fibroin may be contained in the non-woven fabric as modified fibroin fibers (protein fibers). Preferred embodiments of modified fibroin will be described later.
不織布に機能性を付与する方法としては、例えば、不織布に改変フィブロインを含有させる方法(第1の方法)、不織布に所定のタンパク質架橋体を含有するタンパク質繊維を含有させる方法(第2の方法)、不織布にヒドロキシル基含有ポリマーに機能性官能基が結合した修飾ヒドロキシル基含有ポリマーを含有させる方法(第3の方法)等が挙げられる。 Examples of the method for imparting functionality to the non-woven fabric include a method in which the non-woven fabric contains modified fibroin (first method) and a method in which the non-woven fabric contains protein fibers containing a predetermined protein crosslinked product (second method). Examples thereof include a method (third method) in which the non-woven fabric contains a modified hydroxyl group-containing polymer in which a functional functional group is bonded to the hydroxyl group-containing polymer.
第1の方法では、例えば、原料繊維として改変フィブロインを含有するタンパク質繊維を含む繊維を使用して、不織布を製造することで、機能性が付与された不織布を得ることができる。改変フィブロインを含有することによって、不織布に保温性、吸湿発熱性及び/又は難燃性の機能性を付与することができる。 In the first method, for example, a non-woven fabric having added functionality can be obtained by producing a non-woven fabric using a fiber containing a protein fiber containing modified fibroin as a raw material fiber. By containing the modified fibroin, it is possible to impart heat retention, hygroscopic heat generation and / or flame retardant functionality to the non-woven fabric.
第2の方法における所定のタンパク質架橋体とは、ポリペプチド骨格と、タンパク質と反応して結合を形成可能な第一の反応性基を2つ以上有する第一の反応剤の残基である第一の残基と、第一の反応性基と反応して結合を形成可能な第二の反応性基を1つ有する第二の反応剤の残基である第二の残基と、をそれぞれ複数有し、第一の残基の少なくとも一つが、ポリペプチド骨格を架橋しており、第一の残基の少なくとも一つが、一端でポリペプチド骨格と結合し、他端で第二の残基と結合しているものである。 The predetermined protein cross-linked product in the second method is a residue of the first reactant having two or more first reactive groups capable of reacting with the protein to form a bond with the polypeptide skeleton. One residue and a second residue, which is a residue of a second reactant having one second reactive group capable of reacting with the first reactive group to form a bond, respectively. Having multiple, at least one of the first residues crosslinks the polypeptide skeleton, at least one of the first residues binds to the polypeptide skeleton at one end and the second residue at the other end. Is combined with.
第2の方法では、例えば、原料繊維として所定のタンパク質架橋体を含有する繊維を使用して、不織布を製造することで、機能性が付与された不織布を得ることができる。第2の方法ではまた、例えば、原料繊維としてタンパク質繊維を含む繊維を使用して、不織布(前駆体)を得て、不織布(前駆体)に対して、第一の反応剤及び第二の反応剤を反応させることで所定のタンパク質架橋体を生成させることで、機能性が付与された不織布を得ることができる。 In the second method, for example, a non-woven fabric to which functionality is imparted can be obtained by producing a non-woven fabric using a fiber containing a predetermined protein crosslinked body as a raw material fiber. In the second method, for example, a fiber containing a protein fiber as a raw material fiber is used to obtain a non-woven fabric (precursor), and a first reactant and a second reaction are made with the non-woven fabric (precursor). By reacting the agent to generate a predetermined protein crosslinked product, a non-woven fabric to which functionality is imparted can be obtained.
第2の方法は、より具体的には、タンパク質を含有する成形体前駆体と、タンパク質と反応して結合を形成可能な第一の反応性基を2つ以上有する第一の反応剤とを反応させて、中間体を得る第一の工程と、中間体と、第一の反応性基と反応して結合を形成可能な第二の反応性基を1つ有する第二の反応剤とを反応させて、成形体を得る第二の工程と、を備える。第2の方法における成形体としては、例えば、タンパク質を含有する不織布、タンパク質を含有する繊維(タンパク質繊維)、所定のタンパク質架橋体そのものであってよい。 In the second method, more specifically, a molded product precursor containing a protein and a first reactant having two or more first reactive groups capable of reacting with the protein to form a bond are used. The first step of reacting to obtain an intermediate, and the intermediate and a second reactant having one second reactive group capable of reacting with the first reactive group to form a bond. The present invention comprises a second step of reacting to obtain a molded product. The molded product in the second method may be, for example, a non-woven fabric containing a protein, a fiber containing a protein (protein fiber), or a predetermined protein crosslinked product itself.
第一の工程は、タンパク質を含有する成形体前駆体と第一の反応剤とを反応させる工程である。第一の反応剤は、タンパク質と反応して結合を形成可能な第一の反応性基を2つ以上有する多官能反応剤であり、第一の工程では、第一の反応剤によりタンパク質が架橋されてよい。 The first step is a step of reacting the protein-containing molded product precursor with the first reactant. The first reactant is a polyfunctional reactant having two or more first reactive groups capable of reacting with the protein to form a bond, and in the first step, the protein is crosslinked by the first reactant. May be done.
タンパク質は、アミド基、ヒドロキシル基、フェノール性水酸基、アミノ基、カルボキシル基、チオール基、セレノール基、イミダゾリル基、インドリル基及びグアニジノ基からなる群より少なくとも一種の反応性官能基を有している。第一の反応剤が有する第一の反応性基は、上記反応性官能基と反応して結合を形成可能な基であってよい。 The protein has at least one reactive functional group from the group consisting of an amide group, a hydroxyl group, a phenolic hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, a thiol group, a selenol group, an imidazolyl group, an indolyl group and a guanidino group. The first reactive group contained in the first reactant may be a group capable of reacting with the reactive functional group to form a bond.
第一の反応性基としては、求電子性基が好ましい。第一の反応性基が求電子性基であると、タンパク質の反応性官能基と付加反応によって容易に結合を形成できる。 As the first reactive group, an electrophilic group is preferable. When the first reactive group is an electrophilic group, a bond can be easily formed by an addition reaction with the reactive functional group of the protein.
求電子性基である第一の反応性基としては、例えば、下記式(A−1)、(A−2)、(A−3)、(A−4)、(A−5)又は(A−6)で表される基が好ましい。なお、各式中の波線は、各基の結合手を示す。 Examples of the first reactive group which is an electrophilic group include the following formulas (A-1), (A-2), (A-3), (A-4), (A-5) or ( The group represented by A-6) is preferable. The wavy line in each equation indicates the bond of each group.
式(A−1)中、X1は酸素原子(O)又は硫黄原子(S)を示す。X1としては、酸素原子がより好ましい。 In formula (A-1), X 1 represents an oxygen atom (O) or a sulfur atom (S). As X 1 , an oxygen atom is more preferable.
式(A−3)中、X2は脱離基を示す。脱離基は特に限定されず、タンパク質の反応性官能基による求核置換反応が可能な基であればよい。脱離基としては、例えば、ハロゲン原子(フッ素原子(F)、塩素原子(Cl)、臭素原子(Br)、ヨウ素原子(I))、スルホン酸エステル基(−OSO2R1)、カルボン酸エステル基(−OCOR2)、四級アンモニウム基(−NR3 3)等が挙げられる。R1は、例えば、フッ素原子、アルキル基、アリール基、ハロゲン化アルキル基又はハロゲン化アリール基であってよい。R2は、例えば、アルキル基、アリール基、ハロゲン化アルキル基又はハロゲン化アリール基であってよい。R3は、例えば、アルキル基、アリール基、ハロゲン化アルキル基又はハロゲン化アリール基であってよい。R1、R2及びR3は置換基を有していてもよい。当該置換基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ハロゲン原子等が挙げられる。 In formula (A-3), X 2 represents a leaving group. The leaving group is not particularly limited as long as it is a group capable of a nucleophilic substitution reaction by a reactive functional group of a protein. Examples of the leaving group include a halogen atom (fluorine atom (F), chlorine atom (Cl), bromine atom (Br), iodine atom (I)), sulfonic acid ester group (-OSO 2 R 1 ), and carboxylic acid. Examples thereof include an ester group (-OCOR 2 ) and a quaternary ammonium group (-NR 3 3 ). R 1 may be, for example, a fluorine atom, an alkyl group, an aryl group, an alkyl halide group or an aryl halide group. R 2 may be, for example, an alkyl group, an aryl group, an alkyl halide group or an aryl halide group. R 3 may be, for example, an alkyl group, an aryl group, an alkyl halide group or an aryl halide group. R 1 , R 2 and R 3 may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a halogen atom and the like.
X2としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、エステル基及びスルホン酸エステル基がより好ましく、臭素原子、ヨウ素原子、スルホン酸エステル基が更に好ましい。R1としては、フッ素原子、アルキル基(特に、メチル基、エチル基、ベンジル基、アリル基)、パーフルオロオロアルキル基(特に、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基)、アリール基(特に、フェニル基、トリル基、ナフチル基、フルオロフェニル基)等がより好ましい。R2としては、アルキル基(特に、メチル基、エチル基、ベンジル基、アリル基)、パーフルオロオロアルキル基(特に、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基)、アリール基(特に、フェニル基、トリル基、ナフチル基、フルオロフェニル基)等がより好ましい。R3としては、アルキル基(特に、メチル基、エチル基、ベンジル基、アリル基)、アリール基(特に、フェニル基、トリル基、ナフチル基、フルオロフェニル基)等がより好ましい。 As X 2 , chlorine atom, bromine atom, iodine atom, ester group and sulfonic acid ester group are more preferable, and bromine atom, iodine atom and sulfonic acid ester group are further preferable. Examples of R 1 include a fluorine atom, an alkyl group (particularly a methyl group, an ethyl group, a benzyl group and an allyl group), a perfluorooloalkyl group (particularly a trifluoromethyl group and a pentafluoroethyl group), and an aryl group (particularly). Phenyl group, trill group, naphthyl group, fluorophenyl group) and the like are more preferable. Examples of R 2 include alkyl groups (particularly methyl group, ethyl group, benzyl group, allyl group), perfluorooloalkyl groups (particularly trifluoromethyl group and pentafluoroethyl group), and aryl groups (particularly phenyl group). Trill group, naphthyl group, fluorophenyl group) and the like are more preferable. The R 3, an alkyl group (particularly, a methyl group, an ethyl group, a benzyl group, an allyl group), an aryl group (especially phenyl group, a tolyl group, a naphthyl group, a fluorophenyl group) are more preferable.
式(A−4)中、X3は酸素原子(O)、硫黄原子(S)、−NR4−で表される基、又は、−C(R5)2−で表される基を示す。R4は、例えば、水素原子、アルキル基、アリール基、ハロゲン化アルキル基又はハロゲン化アリール基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アシル基、カーバメート基であってよい。R5は、電子求引性基を示す。電子求引性基としては、例えば、カルボニル基、シアノ基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基等が挙げられる。2つのR5は互いに同一でも異なっていてもよい。R4及びR5は置換基を有していてもよい。当該置換基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ハロゲン原子等が挙げられる。 In formula (A-4), X 3 represents an oxygen atom (O), a sulfur atom (S), a group represented by −NR 4 −, or a group represented by −C (R 5 ) 2 −. .. R 4 may be, for example, a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkyl halide group or an aryl halide group, an arylsulfonyl group, an alkylsulfonyl group, an acyl group, or a carbamate group. R 5 represents an electron attracting group. Examples of the electron-attracting group include a carbonyl group, a cyano group, an aryl group, an alkenyl group, an alkynyl group and the like. Two R 5 may be the same or different from each other. R 4 and R 5 may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a halogen atom and the like.
X3としては、酸素原子がより好ましい。R4としては、アリールスルホニル基、アルキルスルホニル基、アシル基、カーバメート基等がより好ましい。 The X 3, more preferably an oxygen atom. The R 4, an arylsulfonyl group, an alkylsulfonyl group, an acyl group, such as a carbamate group is more preferable.
式(A−5)中、X4は酸素原子(O)又は硫黄原子(S)を示し、Y1はハロゲン原子、ヒドロキシル基、−R6で表される基、−OR6で表される基、又は、−OCOR6で表される基を示す。R6は、例えば、アルキル基、アリール基、ハロゲン化アルキル基又はハロゲン化アリール基であってよい。R6は置換基を有していてもよい。当該置換基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ハロゲン原子等が挙げられる。 In formula (A-5), X 4 represents an oxygen atom (O) or a sulfur atom (S), and Y 1 is a halogen atom, a hydroxyl group, a group represented by -R 6 , and represented by -OR 6. Indicates a group or a group represented by -OCOR 6 . R 6 may be, for example, an alkyl group, an aryl group, an alkyl halide group or an aryl halide group. R 6 may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a halogen atom and the like.
X4としては、酸素原子がより好ましい。Y1としては、ハロゲン原子、−OR6で表される基、又は、−OCOR6で表される基等がより好ましい。R6としては、アルキル基、アリール基等がより好ましい。 As X 4 , an oxygen atom is more preferable. As Y 1 , a halogen atom, a group represented by −OR 6 or a group represented by −OCOR 6 and the like are more preferable. As R 6 , an alkyl group, an aryl group and the like are more preferable.
式(A−6)中、X5は酸素原子(O)又は硫黄原子(S)を示し、Y2は酸素原子(O)、硫黄原子(S)又はNR7で表される基を示す。R7は例えば、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アシル基、カーバメート基、アルキル基、アリール基、ハロゲン化アルキル基又はハロゲン化アリール基であってよい。R7は置換基を有していてもよい。当該置換基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ハロゲン原子等が挙げられる。 In formula (A-6), X 5 represents an oxygen atom (O) or a sulfur atom (S), and Y 2 represents a group represented by an oxygen atom (O), a sulfur atom (S) or NR 7 . R 7 may be, for example, an alkylsulfonyl group, an arylsulfonyl group, an acyl group, a carbamate group, an alkyl group, an aryl group, an alkyl halide group or an aryl halide group. R 7 may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a halogen atom and the like.
X5としては、酸素原子がより好ましい。Y2としては、酸素原子がより好ましい。R7としては、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アシル基、カーバメート基等がより好ましい。 As X 5 , an oxygen atom is more preferable. As Y 2 , an oxygen atom is more preferable. As R 7 , an alkylsulfonyl group, an arylsulfonyl group, an acyl group, a carbamate group and the like are more preferable.
第一の反応剤は、第一の反応性基を2以上有する化合物であればよい。第一の反応剤が有する第一の反応性基の数は、特に限定されず、例えば2〜10000であってよく、好ましくは2〜1000である。 The first reactant may be a compound having two or more first reactive groups. The number of the first reactive groups contained in the first reactant is not particularly limited and may be, for example, 2 to 10000, preferably 2 to 1000.
第一の工程は、例えば、第一の反応剤を含有する第一の反応液と、成形体前駆体とを接触させて加熱することで実施してよい。 The first step may be carried out, for example, by bringing the first reaction solution containing the first reactant and the molded product precursor into contact with each other and heating them.
第一の反応液は、無溶媒であってよく、溶媒を更に含有していてもよい。第一の反応液の溶媒は特に限定されず、例えば、第一の反応剤を溶解可能であり、且つ、タンパク質の反応性官能基と第一の反応性基との反応を阻害しないものであればよい。第一の反応性基が求電子性基である場合、第一の反応液の溶媒としては、例えば、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等を好適に用いることができる。 The first reaction solution may be solvent-free and may further contain a solvent. The solvent of the first reaction solution is not particularly limited as long as it can dissolve the first reactant and does not inhibit the reaction between the reactive functional group of the protein and the first reactive group. Just do it. When the first reactive group is an electrophilic group, the solvent of the first reaction solution may be, for example, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, benzene, toluene, etc. Xylene, mesitylene, tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, ethyl acetate, butyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate and the like can be preferably used.
第一の工程における反応条件は特に限定されず、タンパク質の反応性官能基と第一の反応性基とが反応する条件であればよい。 The reaction conditions in the first step are not particularly limited as long as they are conditions in which the reactive functional group of the protein reacts with the first reactive group.
第一の工程では、第一の反応剤の少なくとも一部がタンパク質を架橋し、且つ、第一の反応性基の少なくとも一部が中間体中に残存することが好ましい。すなわち、第一の工程では、第一の反応剤により架橋されたタンパク質を含み、且つ、第一の反応性基を有する中間体が得られることが好ましい。 In the first step, it is preferred that at least a portion of the first reactant crosslinks the protein and at least a portion of the first reactive group remains in the intermediate. That is, in the first step, it is preferable to obtain an intermediate containing a protein cross-linked by the first reactant and having the first reactive group.
例えば、第一の反応剤が第一の反応性基を2つ有する化合物であるとき、第一の反応剤の一部は、タンパク質を架橋(すなわち、第一の反応性基の両方がタンパク質と反応)していてよい。また、第一の反応性基の他の一部は、第一の反応性基の一方のみでタンパク質と反応していてよく、このとき、もう一方の第一の反応性基は未反応で、中間体中に残存していてよい。 For example, when the first reactant is a compound having two first reactive groups, some of the first reactants crosslink the protein (ie, both of the first reactive groups are with the protein). (Reaction) may be done. Also, the other part of the first reactive group may react with the protein on only one of the first reactive groups, at which time the other first reactive group is unreacted. It may remain in the intermediate.
また、例えば、第一の反応剤が第一の反応性基を3つ以上有する化合物であるとき、第一の反応剤の一部は、全ての第一の反応性基でタンパク質を架橋(すなわち、第一の反応性基の全てがタンパク質と反応)していてよく、第一の反応剤の他の一部は、一部の第一の反応性基がタンパク質と反応し、他の一部の第一の反応性基が未反応で中間体中に残存していてもよい。 Also, for example, when the first reactant is a compound having three or more first reactive groups, some of the first reactants crosslink the protein with all the first reactive groups (ie,). , All of the first reactive groups may react with the protein), and in some other parts of the first reactant, some first reactive groups react with the protein and some others The first reactive group of is unreacted and may remain in the intermediate.
第一の工程の反応は、第一の反応剤により、タンパク質の反応性官能基を起点として、架橋構造、又は、第一の反応性基を有する側鎖を形成する反応ということもできる。架橋構造及び側鎖の量は、反応に用いる第一の反応剤の量によって調節することができる。第一の反応剤の使用量を少なくすることで、側鎖が少なく、架橋構造が多く形成される傾向があり、第一の反応剤の使用路由を多くすることで、架橋構造が少なく、側鎖が多く形成される傾向がある。 The reaction in the first step can also be said to be a reaction in which the reaction agent forms a crosslinked structure or a side chain having the first reactive group starting from the reactive functional group of the protein. The amount of crosslinked structure and side chains can be adjusted by the amount of the first reactant used in the reaction. By reducing the amount of the first reactant used, there is a tendency for fewer side chains and more crosslinked structures to be formed, and by increasing the number of routes for using the first reactant, there are fewer crosslinked structures and sides. Many chains tend to be formed.
なお、架橋構造及び側鎖の量の調節は、例えば、第一の工程の実施に先立って、第一の反応剤が有する第一の反応性基の一部に、第二の反応剤が有する第二の反応性基を反応させる前工程を行うことによっても実現できる。このような前工程で用いる第二の反応剤の第一の反応剤に対する量等を適宜に調整することで、前工程で第二の反応性基と反応せずに残存する第一の反応性基の数をコントロールすることができる。それによって、第一の工程で、第一の反応性基のタンパク質との結合量を容易に調節することが可能となり、その結果として、タンパク質の架橋構造及び側鎖の量を容易にコントロールすることができるようになる。 The crosslinked structure and the amount of side chains can be adjusted, for example, by having the second reactant as a part of the first reactive group contained in the first reactant prior to carrying out the first step. It can also be realized by performing a pre-step of reacting the second reactive group. By appropriately adjusting the amount of the second reactant used in the previous step with respect to the first reactant, the first reactivity remaining without reacting with the second reactive group in the previous step. You can control the number of groups. Thereby, in the first step, the amount of the first reactive group bound to the protein can be easily adjusted, and as a result, the crosslinked structure of the protein and the amount of side chains can be easily controlled. Will be able to.
すなわち、第2の方法は、第一の工程の前に、第一の反応剤の一部と第二の反応剤の一部とを反応させて、第一の反応剤が有する第一の反応性基の一部と、第二の反応剤が有する第二の反応性基の一部とを反応させる前工程を更に備えていてよい。 That is, in the second method, a part of the first reactant and a part of the second reactant are reacted before the first step, and the first reaction possessed by the first reactant is carried out. A pre-step of reacting a part of the sex group with a part of the second reactive group contained in the second reactant may be further provided.
架橋構造を多く形成することで、成形体の耐水性(例えば、水分との接触による収縮量を抑制可能な特性、水分との接触後の乾燥時における収縮量を抑制可能な特性等)、機械的強度、耐熱性等が向上する傾向があり、側鎖を多く形成することで、成形体に付与される機能性(例えば、後述の質感)が向上する傾向がある。第2の方法では、所望の特性に応じて、架橋構造及び側鎖の割合を適宜調節してよい。 By forming a large number of crosslinked structures, the water resistance of the molded product (for example, the property of suppressing the amount of shrinkage due to contact with moisture, the property of suppressing the amount of shrinkage during drying after contact with moisture, etc.), the machine Target strength, heat resistance, etc. tend to be improved, and by forming a large number of side chains, the functionality imparted to the molded product (for example, the texture described later) tends to be improved. In the second method, the crosslinked structure and the proportion of side chains may be appropriately adjusted according to the desired properties.
第一の工程では、タンパク質と第一の反応剤との反応物を含む中間体が得られる。当該反応物中、タンパク質は第一の反応剤により架橋されており、未反応の第一の反応性基が残存していてよい。すなわち、上記反応物は、タンパク質に由来するポリペプチド骨格と、ポリペプチド骨格を架橋する架橋部と、ポリペプチド骨格に結合し、末端に第一の反応性基を有する側鎖部と、を含有していてよい。 In the first step, an intermediate containing a reactant of the protein and the first reactant is obtained. In the reactant, the protein is crosslinked by the first reactant and the unreacted first reactive group may remain. That is, the above-mentioned reactant contains a polypeptide skeleton derived from a protein, a cross-linked portion that crosslinks the polypeptide skeleton, and a side chain portion that binds to the polypeptide skeleton and has a first reactive group at the end. You can do it.
第二の工程は、第一の工程で得られた中間体と、第二の反応剤とを反応させる工程である。第二の反応剤は、第一の反応性基と反応して結合を形成可能な第二の反応性基を1つ有している。第二の工程は、中間体中に残存する第一の反応性基を、第二の反応剤と反応させる工程ということもできる。 The second step is a step of reacting the intermediate obtained in the first step with the second reactant. The second reactant has one second reactive group capable of reacting with the first reactive group to form a bond. The second step can also be said to be a step of reacting the first reactive group remaining in the intermediate with the second reactant.
第二の反応剤が有する第二の反応性基は特に限定されず、第一の反応性基の種類に応じて適宜変更してよい。例えば、第一の反応性基が求電子性基である場合、第二の反応性基は求核性基であることが好ましい。 The second reactive group contained in the second reactant is not particularly limited, and may be appropriately changed depending on the type of the first reactive group. For example, when the first reactive group is an electrophilic group, the second reactive group is preferably a nucleophilic group.
求核性基である第二の反応性基としては、例えば、ヒドロキシル基、チオール基、アミノ基、下記式(B−1)で表される基等が挙げられる。 Examples of the second reactive group which is a nucleophilic group include a hydroxyl group, a thiol group, an amino group, and a group represented by the following formula (B-1).
式(B−1)中、X6は酸素原子(O)又は硫黄原子(S)を示す。 In formula (B-1), X 6 represents an oxygen atom (O) or a sulfur atom (S).
式(B−1)で表される基としては、例えば、下記式(B−1−1)で表される基が挙げられる。 Examples of the group represented by the formula (B-1) include a group represented by the following formula (B-1-1).
式(B−1−1)中、Y3は一価の基を示す。Y3は、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アルキルスルフィド基、アリールスルフィド基、1置換アミノ基、2置換アミノ基等であってよく、好ましくはアルキル基、アリール基、アルコキシ基、1置換アミノ基である。Y3は置換基を有していてもよい。当該置換基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ハロゲン原子等が挙げられる。 In formula (B-1-1), Y 3 represents a monovalent group. Y 3 may be, for example, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkoxy group, an alkyl sulfide group, an aryl sulfide group, a monosubstituted amino group, a disubstituted amino group and the like, and preferably an alkyl group and an aryl group. A group, an alkoxy group, and a monosubstituted amino group. Y 3 may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a halogen atom and the like.
第二の反応剤は、第二の反応性基を1つ有する化合物であればよく、第二の工程の反応(第一の反応性基と第二の反応性基との反応)に不活性な機能性基を更に有していてよい。このような第二の反応剤によれば、中間体中の未反応の第一の反応性基を起点として、容易に成形体に機能性基を導入することができる。 The second reactant may be a compound having one second reactive group and is inactive in the reaction of the second step (reaction between the first reactive group and the second reactive group). It may further have a functional group. According to such a second reactant, the functional group can be easily introduced into the molded product starting from the unreacted first reactive group in the intermediate.
機能性基は特に限定されず、成形体に直接的に機能性を付与する基であってよく、成形体に更なる反応剤との反応性を付与する基であってもよい。 The functional group is not particularly limited, and may be a group that directly imparts functionality to the molded product, or may be a group that imparts reactivity with a further reactant to the molded product.
機能性基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等の炭化水素基;アリール基、複素環基等の環構造を有する基;保護基で保護された反応性基(ヒドロキシ基、アミノ基、チオール基等);カルボニル基(−C(=O)−)、エーテル結合(−O−)、アミド結合(>NC(=O)−)、ウレタン結合(>NC(=O)O−)、ウレア結合(>N(C=O)N<)カーボネート結合(−OC(=O)O−)等の構造を有する基;アルコキシシリル基、スルホニル基(−S(=O)−)、カルボキシル基(−C(=O)OH)、スルホン酸基(−S(=O)2OH)、及び、第四級アンモニウム基等が挙げられる。 Examples of the functional group include a hydrocarbon group such as an alkyl group, an alkenyl group and an alkynyl group; a group having a ring structure such as an aryl group and a heterocyclic group; and a reactive group protected by a protective group (hydroxy group and amino). Group, thiol group, etc.); carbonyl group (-C (= O)-), ether bond (-O-), amide bond (> NC (= O)-), urethane bond (> NC (= O) O-) ), Urea bond (> N (C = O) N <) group having a structure such as carbonate bond (-OC (= O) O-); alkoxysilyl group, sulfonyl group (-S (= O)-), Examples thereof include a carboxyl group (-C (= O) OH), a sulfonic acid group (-S (= O) 2 OH), and a quaternary ammonium group.
例えば、機能性基がアルキル基であると、成形体の質感が向上する。このため、例えば、成形体が繊維状又は布状である場合、機能性基としてアルキル基を有する第二の反応剤を用いることで、質感に優れ、風合いの良い素材を得ることができる。 For example, when the functional group is an alkyl group, the texture of the molded product is improved. Therefore, for example, when the molded product is fibrous or cloth-like, a material having an excellent texture and a good texture can be obtained by using a second reactant having an alkyl group as a functional group.
従来のタンパク質素材は、架橋によって耐水性や強度の向上を図ると、素材の手触りが悪化して、人肌に触れる用途に使用しにくくなる場合があった。しかし、第2の方法によれば、架橋による耐水性及び機械的強度を維持しつつ、機能性基によって優れた質感及び風合いが得られ、人肌に触れる用途に好適に使用可能な素材を得ることができる。 When the water resistance and strength of the conventional protein material are improved by cross-linking, the texture of the material deteriorates and it may be difficult to use it for applications that come into contact with human skin. However, according to the second method, an excellent texture and texture can be obtained by the functional group while maintaining the water resistance and mechanical strength due to cross-linking, and a material suitable for use in contact with human skin can be obtained. be able to.
第二の工程は、例えば、第二の反応剤を含有する第二の反応液と、中間体とを接触させて加熱することで実施してよい。 The second step may be carried out, for example, by bringing the second reaction solution containing the second reactant and the intermediate into contact with each other and heating them.
第二の反応液は、無溶媒であってよく、溶媒を更に含有していてもよい。第二の反応液の溶媒は特に限定されず、例えば、第二の反応剤を溶解可能であり、且つ、第一の反応性基と第二の反応性基との反応を阻害しないものであればよい。第一の反応性基が求電子性基、第二の反応性基が求核性基である場合、第二の反応液の溶媒としては、例えば、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等を好適に用いることができる。 The second reaction solution may be solvent-free and may further contain a solvent. The solvent of the second reaction solution is not particularly limited as long as it can dissolve the second reactant and does not inhibit the reaction between the first reactive group and the second reactive group. Just do it. When the first reactive group is an electrophilic group and the second reactive group is a nucleophilic group, the solvent of the second reaction solution is, for example, N, N-dimethylacetamide, N, N-. Dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, benzene, toluene, xylene, mesitylene, tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, ethyl acetate, butyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate and the like can be preferably used.
第二の工程において、第二の反応剤の使用量は特に限定されない。第二の反応剤の使用量は、例えば、中間体中の第一の反応性基の量を超える量であってよい。 In the second step, the amount of the second reactant used is not particularly limited. The amount of the second reactant used may be, for example, greater than the amount of the first reactive group in the intermediate.
第二の工程では、中間体中の第一の反応性基の一部又は全部が第二の反応性基と反応して消費される。成形体中には、可能な限り、第一の反応性基が残存しないことが望ましい。このため、第2の方法では、第一の反応性基の全部が第二の反応性基との反応又は他の副反応により消費されることが好ましい。 In the second step, some or all of the first reactive groups in the intermediate are consumed by reacting with the second reactive groups. It is desirable that the first reactive group does not remain in the molded product as much as possible. For this reason, in the second method, it is preferable that all of the first reactive groups are consumed by the reaction with the second reactive group or other side reactions.
第二の工程により、タンパク質架橋体を含有する成形体が得られる。 By the second step, a molded product containing a protein crosslinked product is obtained.
第2の方法の説明において、第一の残基は、第一の反応剤から、第一の反応性基を除いた残りの構造を示す。また、第二の残基は、第二の反応剤から、第二の反応性基を除いた残りの構造を示す。 In the description of the second method, the first residue shows the remaining structure of the first reactant minus the first reactive group. In addition, the second residue shows the remaining structure obtained by removing the second reactive group from the second reactant.
ポリペプチド骨格と第一の残基とは、タンパク質の反応性官能基及び第一の反応性基の反応により形成される結合(例えば、反応性官能基がアミノ基、第一の反応性基がイソシアネート基の場合は、ウレア結合)によって結合している。また、第一の残基と第二の残基とは、第一の反応性基及び第二の反応性基の反応により形成される結合(例えば、第一の反応性基がイソシアネート基、第二の反応性基がヒドロキシル基の場合は、ウレタン結合)によって結合している。 The polypeptide skeleton and the first residue are bonds formed by the reaction of the reactive functional group and the first reactive group of the protein (for example, the reactive functional group is an amino group and the first reactive group is. In the case of an isocyanate group, it is bonded by a urea bond). Further, the first residue and the second residue are bonds formed by the reaction of the first reactive group and the second reactive group (for example, the first reactive group is an isocyanate group and the second residue is the first. When the second reactive group is a hydroxyl group, it is bonded by a urethane bond).
第2の方法では、第一の反応剤によってタンパク質が架橋され、耐水性、機械的強度、耐熱性等に優れた成形体が得られる。また、第2の方法では、中間体中に残存する第一の反応性基を起点として第二の反応剤により機能性基を付与できるため、様々な機能性を有する成形体を容易に得ることができる。 In the second method, the protein is crosslinked by the first reactant to obtain a molded product having excellent water resistance, mechanical strength, heat resistance and the like. Further, in the second method, a functional group can be imparted by a second reactant starting from the first reactive group remaining in the intermediate, so that a molded product having various functions can be easily obtained. Can be done.
第3の方法における修飾ヒドロキシル基含有ポリマーは、ヒドロキシル基含有ポリマーに機能性官能基が結合したポリマーである。修飾ヒドロキシル基含有ポリマーは、例えば、ヒドロキシル基含有ポリマーと、機能性官能基を有する反応剤とを反応させることで得ることができる。 The modified hydroxyl group-containing polymer in the third method is a polymer in which a functional functional group is bonded to the hydroxyl group-containing polymer. The modified hydroxyl group-containing polymer can be obtained, for example, by reacting the hydroxyl group-containing polymer with a reactant having a functional functional group.
ヒドロキシル基含有ポリマーは、ヒドロキシル基を有する高分子化合物であれば、特に制限なく使用することができる。ヒドロキシル基含有ポリマーの具体例としては、例えば、デンプン、グリコーゲン、セルロース、キチン、アガロース、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、ペクチン及びカラギーナン等の多糖類、ポリビニルアルコール(PVA)及びフェノール樹脂等の合成高分子が挙げられる。 The hydroxyl group-containing polymer can be used without particular limitation as long as it is a polymer compound having a hydroxyl group. Specific examples of the hydroxyl group-containing polymer include polysaccharides such as starch, glycogen, cellulose, chitin, agarose, hyaluronic acid, chondroitin sulfate, pectin and carrageenan, and synthetic polymers such as polyvinyl alcohol (PVA) and phenol resin. Can be mentioned.
ヒドロキシル基含有ポリマーとしては、生分解性を有するという観点からは、多糖類が好ましい。また、ヒドロキシル基含有ポリマーとしては、生分解性を有することに加え溶解性が高いという観点からは、デンプンが好ましい。 As the hydroxyl group-containing polymer, a polysaccharide is preferable from the viewpoint of having biodegradability. Further, as the hydroxyl group-containing polymer, starch is preferable from the viewpoint of having high biodegradability and high solubility.
機能性官能基とは、付与したい機能性(例えば、耐水性、親水性、親油性、耐油性)に対応した特性(例えば、疎水性、親水性)を有する官能基であり、付与したい機能性に応じて、適宜選択することができる。 The functional functional group is a functional group having characteristics (for example, hydrophobicity, hydrophilicity) corresponding to the functionality to be imparted (for example, water resistance, hydrophilicity, lipophilicity, oil resistance), and the functionality to be imparted. It can be appropriately selected according to the above.
例えば、耐水性を向上したい場合は、機能性官能基として、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基等の芳香族基、並びにアセチル基、プロパノイル基、ベンゾイル基等のアシル基といった疎水性官能基を使用することができる。 For example, when it is desired to improve water resistance, the functional functional groups include, for example, an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group and an isopropyl group, an aromatic group such as a phenyl group and a naphthyl group, and an acetyl group. , Hydrophobic functional groups such as acyl groups such as propanoyl groups and benzoyl groups can be used.
機能性官能基を有する反応剤は、機能性官能基を有し、更にヒドロキシル基含有ポリマーと結合可能な結合性官能基を有する化合物である。結合性官能基は、ヒドロキシル基含有ポリマーと、水素結合又は共有結合で結合可能であればよいが、ヒドロキシル基含有ポリマーと共有結合で結合可能な官能基であることが好ましく、ヒドロキシル基含有ポリマー中のヒドロキシル基と共有結合で結合可能な官能基であることがより好ましい。 A reactant having a functional functional group is a compound having a functional functional group and further having a binding functional group capable of binding to a hydroxyl group-containing polymer. The binding functional group may be a functional group that can be bonded to the hydroxyl group-containing polymer by a hydrogen bond or a covalent bond, but is preferably a functional group that can be covalently bonded to the hydroxyl group-containing polymer, and is contained in the hydroxyl group-containing polymer. It is more preferable that the functional group can be covalently bonded to the hydroxyl group of the above.
機能性官能基を有する反応剤としては、例えば、機能性官能基を有するイソシアネート(R−N=C=O:Rは機能性官能基)、酸無水物(R−C(=O)−O−C(=O)−R:Rは機能性官能基)、エポキシド、アジリジン及びアルキルハライド等が挙げられる。機能性官能基を有する反応剤としては、ヒドロキシル基含有ポリマー中のヒドロキシル基と共有結合で結合可能であることから、機能性官能基を有するイソシアネート及び無水酢酸が好ましく、更に任意の機能性官能基を導入可能であることから、機能性官能基を有するイソシアネートがより好ましい。 Examples of the reactant having a functional functional group include isocyanate having a functional functional group (RN = C = O: R is a functional functional group) and an acid anhydride (RC (= O) -O). -C (= O) -R: R is a functional functional group), epoxides, aziridines, alkyl halides and the like. As the reactant having a functional functional group, isocyanate and anhydrous acetic acid having a functional functional group are preferable because they can be covalently bonded to the hydroxyl group in the hydroxyl group-containing polymer, and any functional functional group is further preferable. Is more preferable because it can be introduced into an isocyanate having a functional functional group.
第3の方法では、例えば、原料繊維と修飾ヒドロキシル基含有ポリマーを混合したものを使用して不織布を製造することで、機能性が付与された不織布を得ることができる。第3の方法ではまた、例えば、修飾ヒドロキシル基含有ポリマーを混合した紡糸原料を紡糸して、修飾ヒドロキシル基含有ポリマーを含有する原料繊維を得た後、当該原料繊維を使用して不織布を製造することで、機能性が付与された不織布を得ることができる。 In the third method, for example, a non-woven fabric having added functionality can be obtained by producing a non-woven fabric using a mixture of a raw material fiber and a modified hydroxyl group-containing polymer. In the third method, for example, a spinning raw material mixed with a modified hydroxyl group-containing polymer is spun to obtain a raw material fiber containing the modified hydroxyl group-containing polymer, and then the nonwoven fabric is produced using the raw material fiber. As a result, a non-woven fabric to which functionality is imparted can be obtained.
不織布に含まれる修飾ヒドロキシル基含有ポリマーの含有量は特に制限はなく、付与したい機能性、不織布に含まれる繊維の種類等に応じて適宜設定してよい。修飾ヒドロキシル基含有ポリマーの含有量は、例えば、不織布全量を基準として、0.001〜70質量%であってよく、0.01〜65質量%であってよく、0.1〜60質量%であってよい。 The content of the modified hydroxyl group-containing polymer contained in the non-woven fabric is not particularly limited, and may be appropriately set according to the functionality to be imparted, the type of fiber contained in the non-woven fabric, and the like. The content of the modified hydroxyl group-containing polymer may be, for example, 0.001 to 70% by mass, 0.01 to 65% by mass, or 0.1 to 60% by mass based on the total amount of the non-woven fabric. It may be there.
不織布がタンパク質繊維を含む場合、修飾ヒドロキシル基含有ポリマーとタンパク質繊維が水素結合していることが好ましい。これにより、機能性がより向上する。水素結合は、例えば、修飾ヒドロキシル基含有ポリマー中の官能基(例えば、ヒドロキシル基、機能性官能基又は結合性官能基中の官能基等であってよい。)と、タンパク質中の官能基(例えば、アミノ基、カルボキシル基等であってよい。)との間で形成させることができる。 When the non-woven fabric contains protein fibers, it is preferable that the modified hydroxyl group-containing polymer and the protein fibers are hydrogen-bonded. This further improves functionality. The hydrogen bond is, for example, a functional group in a modified hydroxyl group-containing polymer (for example, a hydroxyl group, a functional group, a functional group in a binding functional group, etc.) and a functional group in a protein (for example,). , Amino group, carboxyl group, etc.) can be formed.
第3の方法では、不織布は、更にヒドロキシル基含有ポリマーを含有するものであってもよい。当該ヒドロキシル基含有ポリマーは、修飾ヒドロキシル基含有ポリマーの原料であるヒドロキシル基含有ポリマーと同種のポリマーであることが好ましい。不織布がヒドロキシル基含有ポリマーを含有する場合、ヒドロキシル基含有ポリマーの含有量は、修飾ヒドロキシル基含有ポリマーとヒドロキシル基含有ポリマーの総量100質量%に対して、50質量%以上であってよく、60質量%以上であってよく、70質量%以上であってもよく、80質量%以上であってもよい。また上限としては、90質量%以下であってよい。 In the third method, the non-woven fabric may further contain a hydroxyl group-containing polymer. The hydroxyl group-containing polymer is preferably a polymer of the same type as the hydroxyl group-containing polymer that is the raw material of the modified hydroxyl group-containing polymer. When the non-woven fabric contains a hydroxyl group-containing polymer, the content of the hydroxyl group-containing polymer may be 50% by mass or more, and 60% by mass, based on 100% by mass of the total amount of the modified hydroxyl group-containing polymer and the hydroxyl group-containing polymer. % Or more, 70% by mass or more, or 80% by mass or more. The upper limit may be 90% by mass or less.
(高分子物質)
高分子物質は、一般に、溶液の状態で不織布に含浸され、脱溶媒により凝固(固化)して、不織布の繊維間の隙間に、繊維に固着した状態で存在する。即ち、高分子物質は、不織布と一体化された、所謂含浸体として、不織布と共に合成皮革の基材層を構成し、不織布の繊維同士を相互に連結させて、基材層の形状を保持し、且つ基材層に対して所定の強度を付与している。このような高分子物質としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル系高分子、アクリロニトリル系高分子等の合成樹脂、並びにタンパク質等が挙げられる。ポリウレタンとしては、例えば、ポリエーテル系ポリウレタン、ポリエステル系ポリウレタン、ポリカーボネート系ポリウレタン等を挙げることができ、これらを1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。ポリウレタンは、例えば、ジイソシアネートとポリオールとを反応させてプレポリマーを合成し、当該プレポリマーと鎖延長剤とを反応させることにより、合成することができる。ジイソシアネートは、芳香族化合物であっても、脂肪族化合物であってもよい。ポリオールは、例えば、ポリエステル、ポリエーテル、ポリカーボネート、シリコン、フッ素樹脂等であってよい。ポリオールとしてポリエーテルを用いると、耐加水分解性、耐カビ性及び耐寒性に優れ、ポリオールとしてポリカーボネートを用いると、耐加水分解性及び耐カビ性に優れる。鎖延長剤は、例えば、グリコール、ジアミン、反応停止剤等であってよい。高分子物質は、タンパク質を含有することが好ましい。タンパク質としては、改変フィブロインを含有することが好ましく、改変クモ糸フィブロインを含有することがより好ましい。改変フィブロイン(好ましくは、改変クモ糸フィブロイン)を含有することにより、基材層に保温性、吸湿発熱性及び/又は難燃性の機能性を付与することができる。ひいては、本実施形態に係る合成皮革に保温性、吸湿発熱性及び/又は難燃性の機能性を付与することができ、材料としての価値がより高くなる。改変フィブロインの好ましい態様は後述する。
(Polymer substance)
The polymer substance is generally impregnated in a non-woven fabric in a solution state, solidified (solidified) by desolvation, and exists in a state of being fixed to the fibers in the gaps between the fibers of the non-woven fabric. That is, the polymer substance forms a base layer of synthetic leather together with the non-woven fabric as a so-called impregnated body integrated with the non-woven fabric, and the fibers of the non-woven fabric are connected to each other to maintain the shape of the base layer. Moreover, a predetermined strength is imparted to the base material layer. Examples of such polymer substances include synthetic resins such as polyvinyl chloride, polyolefin, polystyrene, polyurethane, polyester resin, epoxy resin, acrylic polymer, and acrylonitrile polymer, and proteins. Examples of the polyurethane include polyether polyurethane, polyester polyurethane, polycarbonate polyurethane and the like, and these may be used alone or in combination of two or more. Polyurethane can be synthesized, for example, by reacting a diisocyanate with a polyol to synthesize a prepolymer, and then reacting the prepolymer with a chain extender. The diisocyanate may be an aromatic compound or an aliphatic compound. The polyol may be, for example, polyester, polyether, polycarbonate, silicone, fluororesin or the like. When a polyether is used as the polyol, it is excellent in hydrolysis resistance, mold resistance and cold resistance, and when a polycarbonate is used as the polyol, it is excellent in hydrolysis resistance and mold resistance. The chain extender may be, for example, glycol, diamine, reaction terminator or the like. The polymer substance preferably contains a protein. As the protein, it is preferable to contain modified fibroin, and it is more preferable to contain modified spider silk fibroin. By containing the modified fibroin (preferably modified spider silk fibroin), the base material layer can be imparted with heat retention, hygroscopic heat generation and / or flame retardant functionality. As a result, the synthetic leather according to the present embodiment can be imparted with heat retention, hygroscopic heat generation and / or flame retardant functionality, and its value as a material becomes higher. Preferred embodiments of modified fibroin will be described later.
高分子物質(高分子物質で形成された層)に機能性を付与する方法としては、例えば、高分子物質(高分子物質で形成された層)に改変フィブロインを含有させる方法(第1の方法)、高分子物質(高分子物質で形成された層)に所定のタンパク質架橋体を含有するタンパク質を含有させる方法(第2の方法)、高分子物質(高分子物質で形成された層)にヒドロキシル基含有ポリマーに機能性官能基が結合した修飾ヒドロキシル基含有ポリマーを含有させる方法(第3の方法)等が挙げられる。第1の方法、第2の方法及び第3の方法の具体的態様は、上述したとおりである。 As a method of imparting functionality to the polymer substance (layer formed of the polymer substance), for example, a method of incorporating the modified fibroin into the polymer substance (layer formed of the polymer substance) (first method). ), A method in which a polymer substance (layer formed of a polymer substance) contains a protein containing a predetermined protein crosslinked body (second method), and a polymer substance (layer formed of a polymer substance). Examples thereof include a method (third method) of incorporating a modified hydroxyl group-containing polymer in which a functional functional group is bonded to the hydroxyl group-containing polymer. Specific embodiments of the first method, the second method and the third method are as described above.
基材層は、不織布及び高分子物質以外に編織体を含んでいてもよい。編織体とは、編地及び織地の総称である。編地は、横編、丸編等の緯編組織を有する編地(単に「緯編地」ともいう。)、トリコット、ラッセル等の経編組織を有する編地(単に「経編地」ともいう。)のいずれであってもよい。織地は、平織、綾織、又は繻子織のうちのいずれの組織を有する織地であってもよい。編織体は、編成又は織成により得られる未加工の編織体そのものであってもよいし、編成又は織成後に撥水加工等の加工を施した編織体であってもよい。 The base material layer may contain a knitted body in addition to the non-woven fabric and the polymer substance. The knitted body is a general term for knitted fabrics and woven fabrics. The knitted fabric is a knitted fabric having a weft knitting structure such as a horizontal knitting or a circular knitting (also simply referred to as a "weft knitting fabric"), or a knitted fabric having a warp knitting structure such as a tricot or Russell (also simply called a "warp knitted fabric"). It may be any of.). The woven fabric may be a woven fabric having any of a plain weave, a twill weave, and a satin weave. The knitted body may be an unprocessed knitted body itself obtained by knitting or weaving, or may be a knitted body that has been knitted or woven and then subjected to a process such as water repellent treatment.
編織体は、原料糸を編成又は織成して得ることができる。編成方法及び織成方法としては公知の方法を利用することができる。使用される編機としては、例えば、丸編機、経編機、横編機などが使用でき、生産性の観点からは、丸編機の使用が好ましい。横編機としては、成型編み機、無縫製編機などがあるが、特に最終製品の形態で編地を製造可能であることから、無縫製編機の使用がより好ましい。使用される織機としては、例えば、有杼織機、及び、グリッパー織機、レピア織機、エアジェット織機等の無杼織機が挙げられる。 The braided body can be obtained by knitting or weaving a raw material yarn. A known method can be used as the knitting method and the weaving method. As the knitting machine to be used, for example, a circular knitting machine, a warp knitting machine, a flat knitting machine and the like can be used, and from the viewpoint of productivity, the use of a circular knitting machine is preferable. Examples of the flat knitting machine include a molding knitting machine and a non-sewn knitting machine, but it is more preferable to use a non-sewn knitting machine because the knitted fabric can be manufactured in the form of a final product. Examples of the loom used include a shuttle loom and a non-shuttle loom such as a gripper loom, a rapier loom, and an air jet loom.
原料糸は、単独糸であってもよく、複合糸(例えば、混紡糸、混繊糸、カバーリング糸等。)であってもよく、これらを組み合わせて用いてもよい。単独糸及び複合糸は、短繊維を撚り合わせたスパン糸であってもよく、長繊維を撚り合わせたフィラメント糸であってもよい。原料糸に含まれる繊維としては、例えば、タンパク質繊維、ナイロン、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン等の合成繊維、キュプラ、レーヨン及びリヨセル等の再生繊維、綿、麻及び絹等の天然繊維が挙げられる。 The raw material yarn may be a single yarn, a composite yarn (for example, a blended yarn, a mixed fiber yarn, a covering yarn, etc.), or a combination thereof may be used. The single yarn and the composite yarn may be spun yarns in which short fibers are twisted, or filament yarns in which long fibers are twisted. Examples of the fibers contained in the raw material yarn include protein fibers, synthetic fibers such as nylon, polyester and polytetrafluoroethylene, regenerated fibers such as cupra, rayon and lyocell, and natural fibers such as cotton, hemp and silk.
基材層が不織布及び高分子物質以外に編織体を含む場合、編織体は、例えば、その両面に不織布を貼り合わせて一体化したものとして基材層に含まれていてよい。 When the base material layer contains a braided body other than the non-woven fabric and the polymer substance, the knitted body may be included in the base material layer as, for example, a non-woven fabric bonded to both sides thereof and integrated.
基材層の厚みは、特に制限はないが、例えば、100〜2000μmであってよく、100〜1000μmであってよく、500〜1000μmであってよく、500〜750μmであってよい。 The thickness of the base material layer is not particularly limited, but may be, for example, 100 to 2000 μm, 100 to 1000 μm, 500 to 1000 μm, or 500 to 750 μm.
基材層は、下記式Aに従って求められる最高吸湿発熱度が0.025℃/g超であってよい。
式A:最高吸湿発熱度={(試料を、試料温度が平衡に達するまで低湿度環境下に置いた後、高湿度環境下に移したときの試料温度の最高値)−(試料を、試料温度が平衡に達するまで低湿度環境下に置いた後、高湿度環境下に移すときの試料温度)}(℃)/試料重量(g)
なお、式A中、低湿度環境は、温度20℃及び相対湿度40%の環境を意味し、高湿度環境は、温度20℃及び相対湿度90%の環境を意味する。
The base material layer may have a maximum heat absorption and heat generation degree of 0.025 ° C./g, which is determined according to the following formula A.
Formula A: Maximum heat absorption and heat generation = {(Maximum value of sample temperature when the sample is placed in a low humidity environment until the sample temperature reaches equilibrium and then moved to a high humidity environment)-(Sample, sample Sample temperature when moving to a high humidity environment after being placed in a low humidity environment until the temperature reaches equilibrium)} (° C) / sample weight (g)
In the formula A, the low humidity environment means an environment having a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 40%, and the high humidity environment means an environment having a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 90%.
基材層は、最高吸湿発熱度が0.026℃/g以上であってもよく、0.027℃/g以上であってもよく、0.028℃/g以上であってもよく、0.029℃/g以上であってもよく、0.030℃/g以上であってもよく、0.035℃/g以上であってもよく、0.040℃/g以上であってもよい。最高吸湿発熱度の上限に特に制限はないが、通常、0.060℃/g以下である。 The base material layer may have a maximum heat absorption and heat generation rate of 0.026 ° C./g or higher, 0.027 ° C./g or higher, 0.028 ° C./g or higher, and 0. It may be .029 ° C./g or higher, 0.030 ° C./g or higher, 0.035 ° C./g or higher, or 0.040 ° C./g or higher. .. The upper limit of the maximum heat absorption and heat generation is not particularly limited, but is usually 0.060 ° C./g or less.
基材層は、限界酸素指数(LOI)値が、18以上であってよく、20以上であってもよく、22以上であってもよく、24以上であってもよく、26以上であってもよく、28以上であってもよく、29以上であってもよく、30以上であってもよく、31以上であってもよく、32以上であってもよく、33以上又は33超であってもよい。本明細書において、LOI値は、消防庁危険物規制課長 消防危50号平成7年5月31日の粉粒状又は融点の低い合成樹脂の試験方法に準拠して測定される値である。 The base material layer has a critical oxygen index (LOI) value of 18 or more, 20 or more, 22 or more, 24 or more, or 26 or more. It may be 28 or more, 29 or more, 30 or more, 31 or more, 32 or more, 33 or more or 33 or more. You may. In this specification, the LOI value is a value measured in accordance with the test method of powdery granules or synthetic resin having a low melting point on May 31, 1995, Fire and Disaster Management Agency Dangerous Goods Regulation Division Chief Fire Danger No. 50.
基材層は、下記式Bに従って求められる保温性指数が0.18超以上であってよい。
式B:保温性指数=保温率(%)/試料の目付け(g/m2)
ここで、本明細書において、保温率は、サーモラボII型試験機(30cm/秒の有風下)を用いたドライコンタクト法で測定した保温率を意味し、後述する実施例に記載の方法により測定される値である。
The base material layer may have a heat retention index of more than 0.18 determined according to the following formula B.
Formula B: Heat retention index = heat retention rate (%) / sample basis weight (g / m 2 )
Here, in the present specification, the heat retention rate means the heat retention rate measured by the dry contact method using a Thermolab type II testing machine (under windward of 30 cm / sec), and is measured by the method described in Examples described later. Is the value to be.
基材層の保温性指数は、0.20以上であってよく、0.22以上であってよく、0.24以上であってよく、0.26以上であってよく、0.28以上であってよく、0.30以上であってよく、0.32以上であってよい。保温性指数の上限に特に制限はないが、例えば、0.60以下、又は0.40以下であってよい。 The heat retention index of the base material layer may be 0.20 or more, 0.22 or more, 0.24 or more, 0.26 or more, 0.28 or more. It may be 0.30 or more, and it may be 0.32 or more. The upper limit of the heat retention index is not particularly limited, but may be, for example, 0.60 or less, or 0.40 or less.
他の実施形態において、合成皮革は、基材層以外の層を備えていてもよい。図2は、他の実施形態に係る合成皮革の模式断面図である。図2に示す合成皮革20は、不織布1と高分子物質2とを含む基材層3と、基材層3の一方の面に積層された接着剤層4(第一の接着剤層)と、接着剤層4(第一の接着剤層)の基材層3が積層された面の反対側の面に積層された表皮層5(第一の表皮層)と、を備える。また、更に他の実施形態において、合成皮革は、基材層3と、基材層3の一方の面に積層された接着剤層4(第一の接着剤層)と、接着剤層4(第一の接着剤層)の基材層3が積層された面の反対側の面に積層された表皮層5(第一の表皮層)と、基材層3の接着剤層4(第一の接着剤層)が積層された面の反対側の面に積層された接着剤層(第二の接着剤層)と、第二の接着剤層の基材層3が積層された面の反対側の面に積層された表皮層(第二の表皮層)と、を備えていてもよい。ただし、表皮層5が基材層3に対して直接に接合可能なものであれば、それら両層3,5の間に接着剤層4を必ずしも介在させる必要はない。このような合成皮革は、好ましくは衣料用又は靴用として用いられる。 In other embodiments, the synthetic leather may include a layer other than the substrate layer. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of synthetic leather according to another embodiment. The synthetic leather 20 shown in FIG. 2 includes a base material layer 3 containing a non-woven fabric 1 and a polymer substance 2, and an adhesive layer 4 (first adhesive layer) laminated on one surface of the base material layer 3. A skin layer 5 (first skin layer) laminated on the surface opposite to the surface on which the base material layer 3 of the adhesive layer 4 (first adhesive layer) is laminated is provided. In still another embodiment, the synthetic leather comprises a base material layer 3, an adhesive layer 4 (first adhesive layer) laminated on one surface of the base material layer 3, and an adhesive layer 4 ( The skin layer 5 (first skin layer) laminated on the surface opposite to the surface on which the base material layer 3 of the first adhesive layer) is laminated, and the adhesive layer 4 (first) of the base material layer 3. The opposite of the surface on which the adhesive layer (second adhesive layer) laminated on the surface opposite to the surface on which the adhesive layer) is laminated and the surface on which the base material layer 3 of the second adhesive layer is laminated. It may include an epidermis layer (second epidermis layer) laminated on the side surface. However, if the skin layer 5 can be directly bonded to the base material layer 3, the adhesive layer 4 does not necessarily have to be interposed between the two layers 3 and 5. Such synthetic leather is preferably used for clothing or shoes.
他の実施形態において、合成皮革は、基材層と、基材層の一方の面に積層されたポリウレタン微多孔質被膜層(第一の微多孔質被膜層)と、を備えていてもよい。また、合成皮革は、基材層と、基材層の一方の面に積層されたポリウレタン微多孔質被膜層(第一の微多孔質被膜層)と、第一の微多孔質被膜層が積層された面の反対側の面に積層されたポリウレタン微多孔質被膜層(第二の微多孔質被膜層)と、を備えていてもよい。ポリウレタン微多孔質被膜層とは、ポリウレタンを主成分とする微多孔質構造を有する層をいう。ポリウレタン微多孔質被膜層は、その表面にエンボス加工(熱ロールでプレスすることによる加工等)、パフスエード加工(サンドペ−パーをかけることによる加工等)、グラビア加工(グラビア印刷による加工等)等の表面加工が施されていてもよい。 In another embodiment, the synthetic leather may include a base material layer and a polyurethane microporous coating layer (first microporous coating layer) laminated on one surface of the base material layer. .. Further, in synthetic leather, a base material layer, a polyurethane microporous coating layer (first microporous coating layer) laminated on one surface of the base material layer, and a first microporous coating layer are laminated. A polyurethane microporous coating layer (second microporous coating layer) laminated on the surface opposite to the surface to which the surface is formed may be provided. The polyurethane microporous coating layer refers to a layer having a microporous structure containing polyurethane as a main component. The surface of the polyurethane microporous coating layer is embossed (processed by pressing with a hot roll, etc.), puff suede processed (processed by applying sandpaper, etc.), gravure processed (processed by gravure printing, etc.), etc. The surface may be processed.
更に他の実施形態において、合成皮革は、基材層に起毛・シャーリング加工が施してあってもよい。このような合成皮革は、基材層の表面が起毛しているため、基材層に用いられる不織布の繊度が合成皮革の風合いに影響を与える。また、このような合成皮革は、通気性に優れる。 In still other embodiments, the synthetic leather may have a brushed / shirred base layer. Since the surface of the base material layer of such synthetic leather is raised, the fineness of the non-woven fabric used for the base material layer affects the texture of the synthetic leather. Moreover, such synthetic leather is excellent in breathability.
(タンパク質)
不織布及び/又は高分子物質に含まれるタンパク質には、特に制限はなく、任意のタンパク質を使用することができる。使用するタンパク質としては、防水透湿性に加え、保温性、吸湿発熱性及び/又は難燃性にも優れることから、改変フィブロインが好ましく、改変クモ糸フィブロインがより好ましい。タンパク質繊維が、改変フィブロイン(好ましくは、改変クモ糸フィブロイン)を含むことにより、本実施形態に係る合成皮革に保温性、吸湿発熱性及び/又は難燃性の性質を更に付与することができ、合成皮革としての価値がより高くなる。
(protein)
The protein contained in the non-woven fabric and / or the polymer substance is not particularly limited, and any protein can be used. As the protein to be used, modified fibroin is preferable, and modified spider silk fibroin is more preferable, because it is excellent in heat retention, hygroscopic heat generation and / or flame retardancy in addition to waterproof and moisture permeable. When the protein fiber contains modified fibroin (preferably modified spider silk fibroin), the synthetic leather according to the present embodiment can be further imparted with heat retention, heat absorption and heat generation and / or flame retardancy. The value as synthetic leather becomes higher.
本実施形態に係る改変フィブロインは、式1:[(A)nモチーフ−REP]m、又は式2:[(A)nモチーフ−REP]m−(A)n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。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。 The modified fibroin according to the present embodiment has a domain sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m or the formula 2: [(A) n motif-REP] m- (A) n motif. It is a protein contained. The modified fibroin may further have an amino acid sequence (N-terminal sequence and C-terminal sequence) added to either 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 not limited to this, but are typically regions that do not have the repetition of the amino acid motif characteristic of fibroin, and consist of about 100 residues of 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の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)nモチーフ−REP]m、又は式2:[(A)nモチーフ−REP]m−(A)n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 fibroin having the same amino acid sequence as naturally occurring fibroin. “Naturally derived fibroin” as used herein is also represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m or the formula 2: [(A) n motif-REP] m − (A) n motif. It is a protein containing the domain sequence to be used.
「改変フィブロイン」は、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。 The "modified fibroin" may be one in which the amino acid sequence of naturally-derived fibroin is used as it is, or one in which the amino acid sequence is modified based on the amino acid sequence of naturally-derived fibroin (for example, cloned naturally-derived). It may be an amino acid sequence modified by modifying the gene sequence of fibroin, or an artificially designed and synthesized product that does not depend on naturally occurring fibroin (for example, a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence). It may have a desired amino acid sequence by chemical synthesis).
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)n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)nモチーフ−REP]m、又は式2:[(A)nモチーフ−REP]m−(A)nモチーフで表されるアミノ酸配列を意味する。ここで、(A)n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)n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)n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)n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)n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 fibroin-specific crystalline region (typically corresponding to (A) n motif of an amino acid sequence) and an amorphous region (typically, REP of an amino acid sequence). It is an amino acid sequence that produces (corresponding to.), And is represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m or the formula 2: [(A) n motif-REP] m- (A) n motif. Means an array. Here, the (A) n motif shows an amino acid sequence mainly composed of alanine residues, and the number of amino acid residues is 2-27. (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. .. Further, (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, 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 only of alanine residues). A plurality of (A) n motifs present in the domain sequence may be composed of at least seven alanine residues only. REP shows an amino acid sequence consisting 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. A plurality of (A) n motifs may have the same amino acid sequence or different amino acid sequences. The plurality of REPs may have the same amino acid sequence or different amino acid sequences.
本実施形態に係る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 according to the present embodiment is, for example, an amino acid sequence corresponding to substitution, deletion, insertion and / or addition of one or more amino acid residues to the cloned naturally occurring fibroin gene sequence. It can be obtained by modifying. Substitution, deletion, insertion and / or addition of amino acid residues can be carried out by methods well known to those skilled in the art such as partial mutagenesis. Specifically, Nucleic Acid Res. It can be carried out according to the method described in the literature such as 10, 6487 (1982), Methods in Energy, 100, 448 (1983).
天然由来のフィブロインは、式1:[(A)nモチーフ−REP]m、又は式2:[(A)nモチーフ−REP]m−(A)n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。 Naturally-derived fibroin is a protein containing a domain sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m or the formula 2: [(A) n motif-REP] m- (A) n motif. Yes, specifically, for example, fibroin produced by insects or arachnids.
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、及びスズメバチ(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 fibroins produced by insects include Bombyx mori, Bombyx mandarina, Antheraea yamamai, Anteraea perni, tussah, and tussah. ), Silk moth (Samia cinthia), Chrysanthemum (Caligra japonica), Chusser silk moth (Antheraea mylitta), Muga silk moth (Antheraea assama), silk moth (Antheraea assama), silk moth Hornet silk protein can be mentioned.
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)、及びAAA27840.1(アミノ酸配列))が挙げられる。 More specific examples of insect-produced fibroin include, for example, the silk moth fibroin L chain (GenBank accession number M76430 (base sequence) and 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、クモ目(Araneae)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。より具体的には、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)、AcSp、PySp、Flag等が挙げられる。 Examples of fibroin produced by arachnids include spider silk proteins produced by spiders belonging to the order Araneae. More specifically, spiders belonging to the genus Araneus, such as spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders. Spiders belonging to the genus Pronus, such as spiders, spiders belonging to the genus Trinofundamashi, such as Torinofundamashi and Otorinofundamashi, spiders belonging to the genus Cyrtarachne, spiders, spiders, spiders, spiders, etc. Spiders belonging to the genus Ordgarius, such as spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders Spiders belonging to the genus), spiders belonging to the genus Acusilas such as spiders, spiders belonging to the genus Cytophora such as spiders, spiders, spiders and spiders, and spiders belonging to the genus Poltys such as spiders. Spider silk proteins produced by spiders belonging to the genus Cyclosa, such as spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders. Spiders belonging to the genus Tetragnatha, such as Ashidaka spider and Urokoa shinagagumo, spiders belonging to the genus White spider (genus Leucage), spiders belonging to the genus Leucage, spiders belonging to the genus Leucage, spiders belonging to the genus Leucage Spiders belonging to the genus Azumi (Menosira genus) such as spiders and spiders, spiders belonging to the genus Dyschiriognatha such as Himea shinagamo, spiders belonging to the genus Dyschiriognatha, spiders, spiders, sea urchins, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders, spiders Spider silk proteins produced by spiders belonging to the genus Euprostenops and spiders belonging to the family Tetragnathidae, such as spiders belonging to the genus Euprostenops. Be done. Examples of spider silk proteins include traction thread proteins such as MaSp (MaSp1 and MaSp2) and ADF (ADF3 and ADF4), MiSp (MiSp1 and MiSp2), AcSp, PySp, Flag and the like.
クモ類が産生するスパイダーシルクタンパク質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 spider silk proteins produced by spiders include, for example, fibroin-3 (aff-3) [derived from Araneus diadematus] (GenBank accession numbers AAC47010 (amino acid sequence), U47855 (nucleic acid sequence)). fibroin-4 (aff-4) [derived from Araneus diadematus] (GenBank accession numbers AAC47011 (amino acid sequence), U47856 (nucleic acid sequence)), dragline silk protein spidroin 1 [from Nephila clavipes] (GenBank sequence No. AAC4011) (Nucleotide sequence) ), U37520 (nucleic acid sequence)), major amplifier spidroin 1 [derived from Latrodictus protein] (GenBank accession number ABR68856 (nucleic acid sequence), EF595246 (nucleic acid sequence)), dragline silk protein (derived from radinic protein) Numbers AAL32472 (nucleic acid sequence), AF441245 (nucleic acid sequence)), major protein spidroin 1 [derived from Europe protein australis] (GenBank accession numbers CAJ00428 (nucleotide sequence), AJ973155 (nucleus acid sequence)), and major protein (GenBank accession number CAM32249.1 (nucleic acid sequence), AM490169 (nucleic acid sequence)), minor amplify silk protein 1 [Nephila proteins] (GenBank accession number AAC14589.1 (nucleotide sequence)), minor amplifiernepilate clavipes] (GenBank accession number AAC14591.1 (amino acid sequence)), minor amplify spidroin-like protein [Nefilengys cruisetata] (GenBank accession) The number ABR3778.1 (amino acid sequence) and the like can be mentioned.
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。 As a more specific example of naturally occurring fibroin, further, fibroin whose sequence information is registered in NCBI GenBank can be mentioned. For example, among the sequence information registered in NCBI GenBank, among the sequences containing INV as DIVISION, spidroin, complete, fibroin, "silk and protein", or "silk and protein" are described as keywords in DEFINITION. It can be confirmed by extracting a sequence, a character string of a specific protein from CDS, and a sequence in which a specific character string is described in TISSUE TYPE from SOURCE.
本実施形態に係る改変フィブロインは、改変絹(シルク)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、難燃性により優れることから、改変クモ糸フィブロインが好ましい。 The modified fibroin according to the present embodiment may be modified silk fibroin (modified amino acid sequence of silk protein produced by spiders), or modified spider silk fibroin (spider silk protein produced by spiders). It may be a modified amino acid sequence). As the modified fibroin, modified spider silk fibroin is preferable because it is more excellent in flame retardancy.
改変フィブロインの具体的な例として、クモの大瓶状腺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ドメイン配列を有する改変フィブロイン(第2の改変フィブロイン)、(A)nモチーフ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3の改変フィブロイン)、グリシン残基の含有量、及び(A)n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 modified fibroin include modified fibroin (first modified fibroin) derived from the large spitting tube bookmarker thread protein produced in the large bottle-shaped gland of spiders, and a domain sequence with a reduced content of glycine residues. Modified fibroin with (second modified fibroin), (A) modified fibroin with a domain sequence with reduced n motif content (third modified fibroin), glycine residue content, and (A) n Modified fibroin with reduced motif content (fourth modified fibroin), modified fibroin with a domain sequence that locally contains a region with a high hydrophobicity index (fifth modified fibroin), and content of glutamine residues. Examples include modified fibroin (sixth modified fibroin) having a reduced domain sequence.
第1の改変フィブロインとしては、式1:[(A)nモチーフ−REP]m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)n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)nモチーフ−REP]m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。 Examples of the first modified fibroin include proteins containing a domain sequence represented by the 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, even more preferably an integer of 8 to 20, and an integer of 10 to 20. Is even more preferable, an integer of 4 to 16 is even 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 the formula 1 is preferably 10 to 200 residues, more preferably 10 to 150 residues, and 20 to 100 residues. Is even more preferable, and 20 to 75 residues are even more preferable. In the first modified fibroin, the total number of residues of glycine residue, serine residue and alanine residue contained in the amino acid sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m is the amino acid residue. It is preferably 40% or more, more preferably 60% or more, and even more preferably 70% or more with respect to the total number.
第1の改変フィブロインは、式1:[(A)nモチーフ−REP]m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 contains the unit of the amino acid sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m , and the C-terminal sequence is the amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 1 to 3 or It may be a polypeptide having an amino acid sequence having 90% or more homology with the amino acid sequence shown in any 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 residues 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 a sequence. It is the same as the amino acid sequence in which 20 residues were removed from the C end of the amino acid sequence shown in No. 1, and the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 was obtained by removing 29 residues from the C end of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1. It has the same 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, the amino acid sequence shown in (1-i) SEQ ID NO: 4 (recombinant spider silk protein ADF3 KaiLargeNRSH1), or the amino acid sequence shown in (1-ii) SEQ ID NO: 4 and 90 A modified fibroin containing an amino acid sequence having% or more sequence identity can be mentioned. 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 shown by SEQ ID NO: 4 is the amino acid sequence of ADF3 in which the amino acid sequence (SEQ ID NO: 5) consisting of the start codon, the His10 tag and the HRV3C protease (Human rhinovirus 3C protease) recognition site is added to the N-terminal. The 13th repeat region is increased approximately twice and mutated so that the translation terminates at the 1154th amino acid residue. The C-terminal amino acid sequence of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 is the same as the amino acid sequence shown in 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 consist of the amino acid sequence shown in 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 as compared to naturally occurring fibroin. It can be said that the second modified fibroin has an amino acid sequence corresponding to at least one or more glycine residues in REP replaced with another amino acid residue as compared with 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 as compared with naturally occurring fibroin (where G is a glycine residue, P is a proline residue, and X is an amino acid residue other than glycine. In at least one motif sequence selected from), at least one or a plurality of glycine residues in the motif sequence have an amino acid sequence corresponding to being 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 total motif sequence.
第2の改変フィブロインは、式1:[(A)nモチーフ−REP]m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)n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)n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)n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 contains the domain sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m , and the domain sequence from the (A) n motif located closest to the C-terminal side from the above domain sequence. The total number of amino acid residues in the amino acid sequence consisting of XGX (where X indicates amino acid residues other than glycine) contained in all REPs in the sequence excluding the sequence up to the C-terminal of is z, and the above domain sequence. 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 side to the C-terminal of the above domain sequence is 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 with respect 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 95% or more. It is even more preferably 100% (meaning that it is composed only of 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 ratio of the amino acid sequence consisting of XGX is increased by substituting one glycine residue of the GGX motif with another amino acid residue. The content ratio of the amino acid sequence consisting of GGX in the domain sequence of the second modified fibroin is preferably 30% or less, more preferably 20% or less, further preferably 10% or less, 6 % Or less is even more preferable, 4% or less is even more preferable, and 2% or less is particularly preferable. 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 XGX below.
z/wの算出方法を更に詳細に説明する。まず、式1:[(A)nモチーフ−REP]m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)n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)n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3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)n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 the fibroin (modified fibroin or naturally-derived fibroin) containing the domain sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m, it is located most on the C-terminal side from the domain sequence (A) n. The 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 (no duplication), z is 50 × 3 = 150. Further, for example, when X (center X) contained in two XGX exists as in the case of an amino acid sequence consisting of XGXGX, the calculation is performed by deducting 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-terminal side to the C-terminal of the domain sequence from the domain sequence. For example, in the case of the domain sequence shown in FIG. 3, w is 4 + 50 + 4 + 100 + 4 + 10 + 4 + 20 + 4 + 30 = 230 (excluding the (A) n motif located most on the C-terminal side). 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)nモチーフ−REP]m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4に示す。図4の横軸はz/w(%)を示し、縦軸は頻度を示す。図4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 derived fibroin will be described. First, as described above, when the fibroin in which the amino acid sequence information was registered in NCBI GenBank was confirmed by the method exemplified, 663 types of fibroin (of which 415 types of arachnid-derived fibroin were extracted) were extracted. Naturally derived fibroin containing the domain sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m among all the extracted fibroins, and the content ratio of the amino acid sequence consisting of GGX in the fibroin is 6% or less. Z / w was calculated from the amino acid sequence of fibroin according to the above calculation method. The result is shown in FIG. The horizontal axis of FIG. 4 indicates z / w (%), and the vertical axis indicates frequency. As is clear from FIG. 4, the z / w in naturally-derived fibroin is less than 50.9% (the highest 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, further preferably 58.7% or more, and 70% or more. Is even more preferable, and 80% or more is even more preferable. 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, for example, modified from the cloned naturally occurring fibroin gene sequence by substituting at least a part of the base sequence encoding the glycine residue to encode another amino acid residue. Obtainable. At this time, one glycine residue in the GGX motif and the GPGXX motif may be selected as the glycine residue to be modified, or may be substituted so that z / w is 50.9% or more. It can also be obtained, for example, by designing an amino acid sequence satisfying the above embodiment from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin and chemically synthesizing a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence. In any case, in addition to the modification corresponding to the substitution of the glycine residue in REP with another amino acid residue from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin, one or more amino acid residues are further substituted or deleted. , Insertion and / or modification of the amino acid sequence corresponding to the addition may be performed.
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、ロイシン(L)残基、イソロイシン(I)残基、フェニルアラニン(F)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 described above is not particularly limited as long as it is an amino acid residue other than the glycine residue, but is a valine (V) residue, a leucine (L) residue, an isoleucine (I) residue, and methionine ( Hydrophobic amino acid residues such as M) residue, proline (P) residue, phenylalanine (F) residue and tryptophan (W) residue, glutamine (Q) residue, asparagine (N) residue, serine (S) ) Residues, hydrophilic amino acid residues such as lysine (K) residue and glutamate (E) residue are preferred, valine (V) residue, leucine (L) residue, isoleucine (I) residue, phenylalanine ( F) 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 a more specific example 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) -Contains an amino acid sequence represented by 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)nモチーフを欠失させ、更にC末端配列の手前に[(A)n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)n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、配列番号7の分子量とほぼ同じとなるように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末端に所定のヒンジ配列とHisタグ配列が付加されたものである。 The modified fibroin of (2-i) will be described. The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6 is obtained by substituting GQX for all GGX in the REP of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 (Met-PRT313) corresponding to naturally occurring fibroin. The amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 7 is such that every two (A) n motifs are deleted from the N-terminal side to the C-terminal side from the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, and further before the C-terminal sequence. One [(A) n motif-REP] is inserted in. In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8, two alanine residues are inserted on the C-terminal side of each (A) n motif of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7, and some glutamine (Q) residues are further added. It is substituted with a serine (S) residue and a part of the amino acid on the C-terminal side is deleted so as to have substantially the same molecular weight as that of SEQ ID NO: 7. The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9 is a region of 20 domain sequences existing in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7 (however, several amino acid residues on the C-terminal side of the region are substituted). A predetermined hinge sequence and His tag sequence are added 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 shown in SEQ ID NO: 10 (corresponding to naturally occurring fibroin) is 46.8%. The z / w values in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7, the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8, and the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9 are 58.7%, respectively. It is 70.1%, 66.1% and 70.0%. Further, the value of x / y in the jagged ratio (described later) of 1: 1.8 to 11.3 of the amino acid sequences shown by SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 9 is 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 consist 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)nモチーフ−REP]m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) comprises an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence set forth in 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 the formula 1: [(A) n motif-REP] m . The 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 set forth in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9, and is contained in REP. However, X indicates an amino acid residue other than glycine.) When the total number of amino acid residues in the amino acid sequence consisting of () is z and the total number of amino acid residues in REP in the above domain sequence is w, z / w 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 contain a tag sequence at either or both of the N-terminus and the C-terminus. This enables isolation, immobilization, detection, visualization and the like of modified fibroin.
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 affinity tags that utilize specific affinity (binding, affinity) with other molecules. 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 lined up, and has the property of specifically binding to metal ions such as nickel. Therefore, isolation of modified fibroin by metal chelating chromatography (chelating metal chromatography). Can be used for. Specific examples of the tag sequence include the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11 (amino acid sequence including His tag sequence and 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) that specifically binds to glutathione and maltose-binding protein (MBP) that 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。 Furthermore, an "epitope tag" utilizing an antigen-antibody reaction can also be used. By adding an antigenic peptide (epitope) as a tag sequence, an antibody against the epitope can be bound. Examples of the epitope tag include HA (peptide sequence of hemagglutinin of influenza virus) tag, myc tag, FLAG tag and the like. By utilizing 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。 Further, a tag sequence in which the tag sequence can be separated by a specific protease can also be used. By treating the protein adsorbed via the tag sequence with a protease, 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 a more specific example of the modified fibroin containing the tag sequence, the amino acids represented by (2-iii) SEQ ID NO: 12 (PRT380), SEQ ID NO: 13 (PRT410), SEQ ID NO: 14 (PRT525) or SEQ ID NO: 15 (PRT799). Examples may be modified fibroins comprising a sequence or an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence set forth in (2-iv) SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15. ..
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. The amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 11 (including His tag sequence and hinge sequence) is added to the N-terminal of the indicated amino acid sequence.
(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 consist of the amino acid sequence set forth in 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)nモチーフ−REP]m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) comprises an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence set forth in 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 the domain sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m . The 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 set forth in SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15 and is contained in REP. However, X indicates an amino acid residue other than glycine.) When the total number of amino acid residues in the amino acid sequence consisting of () is z and the total number of amino acid residues in REP in the above domain sequence is w, z / w 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 contain a secretory signal for releasing the protein produced in the recombinant protein production system to the outside of the host. The sequence of the secretory signal can be appropriately set according to the type of 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)n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)n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 (A) n motif as compared with 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 more (A) n motifs as compared with naturally occurring 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)n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 a 10-40% deletion of the (A) n motif 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)nモチーフ毎に1つの(A)n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 modification fibroin its domain sequence, compared to the naturally occurring fibroin, at least from the N-terminal C-terminal one to three toward the side of the (A) n motif every one (A) n motif It 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)nモチーフの欠失、及び1つの(A)n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 of at least two consecutive (A) n- motif deletions and one (A) from the N-terminal side to the C-terminal side as compared to naturally occurring fibroin. ) It may have an amino acid sequence corresponding to the deletion of the n- motif being 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)n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 an amino acid sequence whose domain sequence corresponds to the deletion of (A) n motif at least every other two 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)nモチーフ−REP]m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)n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)n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)n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 contains 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] When the number of amino acid residues in the REP of the unit is sequentially compared and the number of amino acid residues in the REP having a small number of amino acid residues is 1, the ratio of the number of amino acid residues in the other REP is 1.8 to 1. When x is the maximum value of the sum of the number of amino acid residues of two adjacent [(A) n motif-REP] units, which is 11.3, and y is the total number of amino acid residues in the domain sequence. 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 with respect 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 95% or more. It is even more preferably 100% (meaning that it is composed only of alanine residues).
x/yの算出方法を図3を参照しながら更に詳細に説明する。図3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)nモチーフ−第1のREP(50アミノ酸残基)−(A)nモチーフ−第2のREP(100アミノ酸残基)−(A)nモチーフ−第3のREP(10アミノ酸残基)−(A)nモチーフ−第4のREP(20アミノ酸残基)−(A)nモチーフ−第5のREP(30アミノ酸残基)−(A)nモチーフという配列を有する。 The calculation method of x / y will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 3 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 consists of (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 an arrangement called n motifs.
隣合う2つの[(A)n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)nモチーフ−REP]ユニットが存在してもよい。図3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 as not to overlap. At this time, there may be an unselected [(A) n motif-REP] unit. In FIG. 3, pattern 1 (comparison between the first REP and the second REP and comparison between the third REP and the fourth REP), pattern 2 (comparison between the first REP and the second REP, and a comparison). 4th REP and 5th REP comparison), Pattern 3 (2nd REP and 3rd REP comparison, and 4th REP and 5th REP comparison), Pattern 4 (1st REP and (Comparison of the second REP) is shown. 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)n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 adjacent [(A) n motif-REP] units selected is compared. The comparison is performed by obtaining the ratio of the number of amino acid residues of the other when the one with the smaller number of amino acid residues is set to 1. For example, in the case of 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 1, the second REP The ratio of the number of amino acid residues is 100/50 = 2. Similarly, in the case of comparing the fourth REP (20 amino acid residues) and the fifth REP (30 amino acid residues), when the fourth REP with a smaller number of amino acid residues is set to 1, the fifth REP The ratio of the number of amino acid residues in is 30/20 = 1.5.
図3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)n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)nモチーフ−REP]ユニットの組は破線で示した。 In FIG. 3, a set of [(A) n motif-REP] units in which the ratio of the number of amino acid residues to the other is 1.8 to 11.3 when the one having the smaller number of amino acid residues is 1. Shown by solid line. In the present specification, this ratio is referred to as a jagged ratio. When the one with the smaller number of amino acid residues is 1, the ratio of the number of amino acid residues of the other is less than 1.8 or more than 11.3. The set of [(A) n motif-REP] units 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)n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)n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3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, add up the total number of amino acid residues of the two adjacent [(A) n motif-REP] units shown by the solid line (not only REP, but also the number of amino acid residues of (A) n motif. is there.). Then, the total values added are compared, and the total value of the pattern in which the total value is maximized (maximum value of the total value) is defined as x. In the example shown in FIG. 3, 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 50% or more, more preferably 60% or more, further preferably 65% or more, still more preferably 70% or more. It is preferably 75% or more, even more preferably 80% or more, and particularly preferably 80% or more. The upper limit of x / y is not particularly limited and may be, for example, 100% or less. When the jagged ratio is 1: 1.9 to 11.3, x / y is preferably 89.6% or more, and when the jagged ratio is 1: 1.8 to 3.4, x. / Y is preferably 77.1% or more, and when the jagged ratio is 1: 1.9 to 8.4, x / y is preferably 75.9% or more, 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)n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 7 of the (A) n motifs present in the domain sequence are composed of only alanine residues, the x / y is 46.4% or more. Is more preferable, 50% or more is more preferable, 55% or more is further preferable, 60% or more is further more preferable, 70% or more is even more preferable, and 80% or more. It is particularly preferable to have. 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)nモチーフ−REP]m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5に示す。 Here, x / y in naturally derived fibroin will be described. First, as described above, when the fibroin in which the amino acid sequence information was registered in NCBI GenBank was confirmed by the method exemplified, 663 types of fibroin (of which 415 types of arachnid-derived fibroin were extracted) were extracted. Of all the extracted fibroin, x / y from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin composed of the domain sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m by the above calculation method. Was calculated. The results when the jagged ratio is 1: 1.9 to 4.1 are shown in FIG.
図5の横軸はx/y(%)を示し、縦軸は頻度を示す。図5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 of FIG. 5 indicates x / y (%), and the vertical axis indicates frequency. As is clear from FIG. 5, the x / y of naturally occurring 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)n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)n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)n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 sequences encoding the (A) n motif from the cloned naturally occurring fibroin gene sequence so that x / y is 64.2% or more. Can be obtained by Further, for example, an amino acid sequence corresponding to the deletion of one or more (A) n motifs so that x / y is 64.2% or more is designed and designed from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin. 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 (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 a more specific example 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) -Contains an amino acid sequence represented by 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)nモチーフを欠失させ、更にC末端配列の手前に[(A)n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 shown by SEQ ID NO: 17 is from the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 10 (Met-PRT313) corresponding to naturally occurring fibroin, every other (A) n from the N-terminal side to the C-terminal side. The motif is deleted, and one [(A) n motif-REP] is inserted in front of the C-terminal sequence. The amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9 is as described in 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 value of x / y in the Giza ratio of 1: 1.8 to 11.3 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 (corresponding to naturally occurring fibroin) is 15.0%. The value of x / y in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 17 and the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7 is 93.4%. The value of x / y in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8 is 92.7%. The value of x / y in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9 is 89.8%. The values of z / w in the amino acid sequences shown in 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% and 66. It is 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 consist 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)nモチーフ−REP]m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) contains 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 the formula 1: [(A) n motif-REP] m . The 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)n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)n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. When the number of amino acid residues of REP of two adjacent [(A) n motif-REP] units is sequentially compared and the number of amino acid residues of REP having a small number of amino acid residues is 1, the other The amino acid residue of two adjacent [(A) n- motif-REP] units having a ratio of the number of amino acid residues of REP of 1.8 to 11.3 (giza ratio of 1: 1.8 to 11.3) When the maximum value of the total value obtained by adding the radix is x and the total number of amino acid residues in the domain sequence is y, x / y is preferably 64.2% or more.
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 contain the tag sequence described above at either 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 a more specific example of the modified fibroin containing the tag sequence, the amino acids represented by (3-iii) SEQ ID NO: 18 (PRT399), SEQ ID NO: 13 (PRT410), SEQ ID NO: 14 (PRT525) or SEQ ID NO: 15 (PRT799). Examples may be modified fibroins comprising a sequence or an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence set forth in (3-iv) SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15. ..
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 shown in SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 and SEQ ID NO: 15 are the N-terminals of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 9, respectively. The amino acid sequence represented by (including His tag sequence and hinge sequence) is added.
(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 set forth in 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)nモチーフ−REP]m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) comprises an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence set forth in 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 the domain sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m . The 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)n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)n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. When the number of amino acid residues of REP of two adjacent [(A) n motif-REP] units is sequentially compared and the number of amino acid residues of REP having a small number of amino acid residues is 1, the other The maximum value of the total value of the sum of the number of amino acid residues of two adjacent [(A) n motif-REP] units in which the ratio of the number of amino acid residues of REP in REP is 1.8 to 11.3 is x. , When the total number of amino acid residues in the domain sequence is y, x / y is preferably 64.2% or more.
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 contain a secretory signal for releasing the protein produced in the recombinant protein production system to the outside of the host. The sequence of the secretory signal can be appropriately set according to the type of 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)n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)n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 motifs and a reduced content of glycine residues as compared with naturally occurring fibroin. To have. The domain sequence of the fourth modified fibroin lacked at least one or more (A) n motifs as compared to naturally occurring fibroin, plus at least one or more glycine residues in the REP. It can be said that it has an amino acid sequence corresponding to being substituted with another amino acid residue. That is, the fourth modified fibroin is a modified fibroin having the characteristics of the above-mentioned second modified fibroin and the third modified fibroin. Specific aspects and the like are as described in 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 more specific examples 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 Examples thereof include modified fibroins containing 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 set forth in 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 had its domain sequence replaced with one or more amino acid residues in the REP compared to naturally occurring fibroin, and / or REP. It may have an amino acid sequence containing a region having a large hydrophobic index locally, which corresponds to the insertion of one or a plurality of amino acid residues having a large hydrophobic index.
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。 The region having a large local hydrophobicity index is preferably composed of consecutive 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 an amino acid selected from isoleucine (I), valine (V), leucine (L), phenylalanine (F), cysteine (C), methionine (M) and alanine (A). It is more preferably 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。 In the fifth modified fibroin, one or more amino acid residues in REP were replaced with amino acid residues having a higher hydrophobicity index as compared with naturally occurring fibroin, and / or one or more amino acid residues in REP. In addition to the modification corresponding to the insertion of an amino acid residue with a high hydrophobicity index, one or more amino acid residues were substituted, deleted, inserted and / or added as compared with naturally occurring fibroin. There may be a modification of the amino acid sequence 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, for example, leaves one or more hydrophilic amino acid residues (for example, amino acid residues having a negative hydrophobicity index) in the REP from the cloned naturally occurring fibroin gene sequence. It can be obtained by substituting for a group (eg, an amino acid residue with a positive hydrophobicity index) and / or inserting one or more hydrophobic amino acid residues in the REP. Also, for example, one or more hydrophilic amino acid residues in REP have been 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. It can also be obtained by designing an amino acid sequence corresponding to the insertion of and chemically synthesizing a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence. In each case, one or more hydrophilic amino acid residues in the REP were replaced with hydrophobic amino acid residues from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin, and / or one or more hydrophobic amino acids in the 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)nモチーフ−REP]m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)n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)n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 contains a domain sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m , from the (A) n motif located closest to the C-terminal side to the C-terminal of the above domain sequence. In all REPs contained in the sequence excluding the sequence from the above domain sequence, the total number of amino acid residues contained in the region where the average value of the hydrophobicity index of consecutive 4 amino acid residues is 2.6 or more is defined as p. When the total number of amino acid residues contained in the sequence obtained by excluding 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 is q, p / q is 6 It may have an amino acid sequence of .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。 For the hydrophobicity index of amino acid residues, a known index (Hydropathy index: Kyte J, & Doolittle R (1982) "A single method for dispensing the hydropathic karacter of protein7. B. 105-132) is used. Specifically, the hydrophobicity index (hydropathy index, hereinafter also referred to as “HI”) of each amino acid is as shown in Table 1 below.
p/qの算出方法を更に詳細に説明する。算出には、式1:[(A)nモチーフ−REP]m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)n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, the 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 Equation 1: [(A) n motif-REP] m. (Hereinafter referred to as "sequence A") is used. First, the average value of the hydrophobicity index of four consecutive amino acid residues is calculated for all REPs contained in the sequence A. The average value of the hydrophobicity index is obtained by dividing the total 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 consecutive 4 amino acid residues (each amino acid residue is used to calculate the average value 1 to 4 times). Next, a region in which the average value of the hydrophobicity index of consecutive four amino acid residues is 2.6 or more is specified. Even if a certain amino acid residue corresponds to a plurality of "consecutive four amino acid residues having an average value of 2.6 or more of the hydrophobicity index", it should be included as one amino acid residue in the region. become. 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6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6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)n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6の場合28/170=16.47%となる。 For example, when 20 consecutive "4 consecutive amino acid residues having an average value of the hydrophobicity index of 2.6 or more" are extracted (no duplication), the average value of the hydrophobicity index of 4 consecutive amino acid residues is 2. The region of .6 or more contains 20 consecutive 4 amino acid residues (no duplication), and p is 20 × 4 = 80. Further, for example, when two "consecutive four amino acid residues having an average value of 2.6 or more of the hydrophobicity index" are present in an overlapping manner by only one amino acid residue, the hydrophobicity index of the consecutive four 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 duplicates). For example, in the case of the domain sequence shown in FIG. 6, p is 7 × 4 = because there are seven “consecutive four amino acid residues having an average value of the hydrophobicity index of 2.6 or more” without duplication. It becomes 28. Further, for example, in the case of the domain sequence shown in FIG. 6, q is 4 + 50 + 4 + 40 + 4 + 10 + 4 + 20 + 4 + 30 = 170 (excluding the (A) n motif existing at the end of the C-terminal side). Next, p / q (%) can be calculated by dividing p by q. In the case of FIG. 6, 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 more hydrophilic amino acid residues (eg, a hydrophobic index) in the REP so that the amino acid sequence of the cloned naturally occurring fibroin satisfies the above p / q condition. (Amino acid residue with a negative value) is replaced with a hydrophobic amino acid residue (for example, an amino acid residue with a positive hydrophobicity index), and / or one or more hydrophobic amino acid residues are inserted in 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. It can also be obtained, for example, by designing an amino acid sequence satisfying the above 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 were replaced with amino acid residues with a higher hydrophobicity index compared to naturally occurring fibroin, and / or one or more in the REP. In addition to the modification corresponding to the insertion of an amino acid residue having a large hydrophobicity index, the modification corresponding to the 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 preferable, and valine (V), leucine (L) and isoleucine (I) are more preferable.
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) the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 19 (Met-PRT720), SEQ ID NO: 20 (Met-PRT665) or SEQ ID NO: 21 (Met-PRT666). Alternatively, a modified fibroin containing (5-ii) an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20 or SEQ ID NO: 21 can be mentioned.
(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末端側の端末のドメイン配列を除いて、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、更に一部のグルタミン(Q)残基をセリン(S)残基に置換し、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 shown by SEQ ID NO: 19 consists of 3 amino acid residues every other REP, except for the domain sequence of the terminal on the C-terminal side, with respect to the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 7 (Met-PRT410). The amino acid sequence (VLI) is inserted at two places, a part of the glutamine (Q) residue is replaced with a serine (S) residue, and a part of the amino acid on the C-terminal side is deleted. The amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 20 is the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 8 (Met-PRT525) with one amino acid sequence (VLI) consisting of 3 amino acid residues inserted every other REP. is there. The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 21 is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8 with two amino acid sequences (VLI) consisting of three amino acid residues inserted every other REP.
(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 set forth in 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)nモチーフ−REP]m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) comprises an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence set forth in 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 the formula 1: [(A) n motif-REP] m . The 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)n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)n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 most on the C-terminal side (A) n. Amino acids contained in the region where the average value of the hydrophobicity index of 4 consecutive amino acid residues is 2.6 or more in all REPs contained in the sequence excluding the sequence from the motif to the C-terminal of the domain sequence from the domain sequence. When the total number of residues is p and the total number of amino acid residues contained 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 from the domain sequence is q. , P / q is preferably 6.2% or more.
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 contain a tag sequence at either 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 a more specific example of the modified fibroin containing a tag sequence, the amino acid sequence set forth in (5-iii) SEQ ID NO: 22 (PRT720), SEQ ID NO: 23 (PRT665) or SEQ ID NO: 24 (PRT666), or (5-iv). ) A modified fibroin containing an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23 or SEQ ID NO: 24 can be mentioned.
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 shown in SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23 and SEQ ID NO: 24 are the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 11 (His tag) at the N-terminal of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20 and SEQ ID NO: 21, respectively. (Including array and hinge array) is added.
(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 set forth in 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)nモチーフ−REP]m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) comprises an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23 or SEQ ID NO: 24. The modified fibroin of (5-iv) is also a protein containing the domain sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m . The 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)n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)n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 most on the C-terminal side (A) n. Amino acids contained in the region where the average value of the hydrophobicity index of 4 consecutive amino acid residues is 2.6 or more in all REPs contained in the sequence excluding the sequence from the motif to the C-terminal of the domain sequence from the domain sequence. When the total number of residues is p and the total number of amino acid residues contained 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 from the domain sequence is q. , P / q is preferably 6.2% or more.
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 contain a secretory signal for releasing the protein produced in the recombinant protein production system to the outside of the host. The sequence of the secretory signal can be appropriately set according to the type of 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 contains at least one motif selected from the GGX motif and the 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 the GPGXXX motif in the REP, the content of the GPGXXX motif is usually 1% or more, may be 5% or more, and is 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)nモチーフ−REP]m、又は式2:[(A)nモチーフ−REP]m−(A)n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)n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)n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)n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: [(A) n- motif-REP] m- (A) Fibroin containing a domain sequence represented by n- motif (modified fibroin or naturally derived) In (fibroin), the number of GPGXX motifs contained in the region in all REPs included in the sequence excluding 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. Let s be the number obtained by multiplying the total number by 3 (that is, corresponding to the total number of G and P in the GPGXX motif), and 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. The GPGXX motif content is calculated as s / t, where t is the total number of amino acid residues in all REPs excluding (A) n motifs.
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)n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)n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 GPGXX motif content, "the sequence obtained by excluding the sequence from the (A) n motif located on the most C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence from the domain sequence" is targeted at "the most C-terminal side". The sequence from (A) n motif to the C end of the domain sequence located in (A) (sequence corresponding to REP) may include a sequence having a low correlation with the sequence characteristic of fibroin, and m is small. In this case (that is, when the domain sequence is short), it affects the calculation result of the GPGXX motif content, and this effect is eliminated. When the "GPGXX motif" is located at the C-terminal of the REP, even if "XX" is, for example, "AA", it is treated as a "GPGXX motif".
図7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7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7に示した改変フィブロインのドメイン配列(「[(A)nモチーフ−REP]m−(A)n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)n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7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)n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7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)n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7の改変フィブロインの場合21/150=14.0%となる。 FIG. 7 is a schematic diagram showing the domain sequence of modified fibroin. The calculation method of the GPGXX motif content will be specifically described with reference to FIG. 7. First, in the domain sequence of the modified fibroin shown in FIG. 7 (“[(A) n motif-REP] m- (A) n motif” type), all REPs are “located closest to the C-terminal side”. (A) Since the sequence from the n motif to the C-terminal of the domain sequence is excluded from the domain sequence ”(the sequence shown by“ region A ”in FIG. 7), s is to be calculated. 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 closest to the C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence from the domain sequence" (the sequence shown in "Region A" in FIG. 7). Since it is contained in (.), The total number t of amino acid residues in all REPs excluding the (A) n motif from the sequence is 50 + 40 + 10 + 20 + 30 = 150. Next, s / t (%) can be calculated by dividing s by t, which is 21/150 = 14.0% in the case of the modified fibroin of FIG.
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 has a glutamine residue content of preferably 9% or less, more preferably 7% or less, further 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)nモチーフ−REP]m、又は式2:[(A)nモチーフ−REP]m−(A)n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)n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7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)n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)n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)n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: [(A) n motif-REP] m- (A) fibroin containing a domain sequence represented by n motif (modified fibroin or naturally derived fibroin) In fibroin), all the sequences from the (A) n motif located closest to the C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence are excluded from the domain sequence (the sequence corresponding to "region A" in FIG. 7). In the REP, the total number of glutamine residues contained in the region is u, and the sequence from the (A) n motif located most on the C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence is removed from the domain sequence, and (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 from the (A) n motif located on the most C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence is excluded from the domain sequence" is the above-mentioned reason. 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 its domain sequence lacking one or more glutamine residues in the REP or substituting for other amino acid residues as compared to 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 an amino acid residue other than the glutamine residue, but is preferably an amino acid residue having a larger hydrophobicity index than the 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), glutamine (G), threonine (T), serine (S), tryptophan (W), tyrosine (Y), proline (P) and histidine (H). it can. Among these, amino acid residues selected from isoleucine (I), valine (V), leucine (L), phenylalanine (F), cysteine (C), methionine (M) and alanine (A) are more preferable. , Isoleucine (I), valine (V), leucine (L) and phenylalanine (F) are more preferably amino acid residues.
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, further preferably 0 or more, and 0.3 or more. Is even more preferable, and 0.4 or more is particularly preferable. The upper limit of the hydrophobicity of REP is not particularly limited and may be 1.0 or less, or 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)nモチーフ−REP]m、又は式2:[(A)nモチーフ−REP]m−(A)n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)n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7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)n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)n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)n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 "hydrophobicity of REP" is a value calculated by the following method.
Formula 1: [(A) n motif-REP] m , or formula 2: [(A) n motif-REP] m- (A) fibroin containing a domain sequence represented by n motif (modified fibroin or naturally derived fibroin) In fibroin), all the sequences from the (A) n motif located closest to the C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence are excluded from the domain sequence (the sequence corresponding to "region A" in FIG. 7). In the REP of, the sum of the hydrophobicity indexes of each amino acid residue in the region is v, and the sequence from the (A) n motif located most on the C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence is removed from the domain sequence, and further ( A) The hydrophobicity of REP is calculated as v / t, where t is the total number of amino acid residues of all REPs excluding the n motif. In the calculation of the hydrophobicity of REP, the reason why "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" is the above-mentioned reason. 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 had its domain sequence deleted of one or more glutamine residues in REP as compared to naturally occurring fibroin, and / or one or more glutamine residues in REP. In addition to the modification corresponding to the replacement of one or more amino acid residues with another amino acid residue, there may be a modification of the amino acid sequence corresponding 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, for example, deletes one or more glutamine residues in REP from the cloned naturally occurring fibroin gene sequence and / or removes one or more glutamine residues in REP. It can be obtained by substituting with the amino acid residue of. Also, 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 this 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)、配列番号32(Met−PRT966)、配列番号41(Met−PRT917)若しくは配列番号42(Met−PRT1028)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、配列番号32、配列番号41若しくは配列番号42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), SEQ ID NO: 29 (Met-PRT918), SEQ ID NO: 30 (Met-PRT699), SEQ ID NO: 31 (Met-PRT698), SEQ ID NO: 32 (Met-PRT966), SEQ ID NO: 41 (Met-PRT917) or SEQ ID NO: A modified fibroin containing the amino acid sequence represented by No. 42 (Met-PRT1028), or (6-ii) 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. , A modified fibroin containing an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 32, SEQ ID NO: 41 or SEQ ID NO: 42.
(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 of (6-i) will be described. The amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 25 is obtained by substituting VL for all QQs in the amino acid sequence (Met-PRT410) shown by SEQ ID NO: 7. The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 26 is one in which all QQs in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7 are replaced with TS, and the remaining Qs are replaced with A. The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 27 is one in which all QQs in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7 are replaced with VL, and the remaining Qs are replaced with I. The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 28 is one in which all QQs in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7 are replaced with VI, and the remaining Qs are replaced with L. The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 29 is one in which all QQs in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7 are replaced with VF, and the remaining Qs are replaced 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 shown in SEQ ID NO: 30 is obtained by substituting VL for all QQs in the amino acid sequence (Met-PRT525) shown in SEQ ID NO: 8. The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 31 is one in which all QQs in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8 are replaced with VL, and the remaining Qs are replaced 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を2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。 In the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 32, all the QQs in the sequence in which the regions of the 20 domain sequences existing in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7 (Met-PRT410) are repeated twice are replaced with VF. And the remaining Q is replaced with I.
配列番号41で示されるアミノ酸配列(Met−PRT917)は、配列番号7で示されるアミノ酸配列中のQQを全てLIに置換し、かつ残りのQをVに置換したものである。配列番号42で示されるアミノ酸配列(Met−PRT1028)は、配列番号7で示されるアミノ酸配列中のQQを全てIFに置換し、かつ残りのQをTに置換したものである。 In the amino acid sequence (Met-PRT917) shown in SEQ ID NO: 41, all QQs in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7 are replaced with LI, and the remaining Qs are replaced with V. In the amino acid sequence (Met-PRT1028) shown in SEQ ID NO: 42, all QQs in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7 are replaced with IF, and the remaining Qs are replaced with T.
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、配列番号32、配列番号41及び配列番号42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 shown in 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, SEQ ID NO: 32, SEQ ID NO: 41 and SEQ ID NO: 42 are all residual glutamine. The group content is 9% or less (Table 2).
(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、配列番号32、配列番号41又は配列番号42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) has 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, SEQ ID NO: 32, SEQ ID NO: 41 or SEQ ID NO: 42. It may consist of the indicated amino acid sequence.
(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、配列番号32、配列番号41又は配列番号42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)nモチーフ−REP]m、又は式2:[(A)nモチーフ−REP]m−(A)n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 fibroins of (6-ii) are in 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, SEQ ID NO: 32, SEQ ID NO: 41 or SEQ ID NO: 42. It contains an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the indicated amino acid sequence. The modified fibroin of (6-ii) is also a domain represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m or the formula 2: [(A) n motif-REP] m- (A) n motif. It is a protein containing a sequence. The 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 contain a tag sequence at either or both of the N-terminus and the C-terminus. This enables isolation, immobilization, detection, visualization and the like of modified fibroin.
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)、配列番号40(PRT966)、配列番号43(PRT917)若しくは配列番号44(PRT1028)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、配列番号40、配列番号43若しくは配列番号44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 containing the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 38 (PRT699), SEQ ID NO: 39 (PRT698), SEQ ID NO: 40 (PRT966), SEQ ID NO: 43 (PRT917) or SEQ ID NO: 44 (PRT1028), or (PRT1028). 6-iv) Amino acid sequences and 90s shown 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, SEQ ID NO: 40, SEQ ID NO: 43 or SEQ ID NO: 44. A modified fibroin containing an amino acid sequence having a sequence identity of% or more can be mentioned.
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、配列番号40、配列番号43及び配列番号44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、配列番号32、配列番号41及び配列番号42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、配列番号40、配列番号43及び配列番号44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 shown 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, SEQ ID NO: 40, SEQ ID NO: 43 and SEQ ID NO: 44 are, respectively, 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, SEQ ID NO: 32, SEQ ID NO: 41 and SEQ ID NO: 42 shown by SEQ ID NO: 11 at the N-terminal of the amino acid sequence. The amino acid sequence (including the His tag sequence and the hinge sequence) is added. Since only the tag sequence was added to the N-terminal, 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. , SEQ ID NO: 40, SEQ ID NO: 43 and SEQ ID NO: 44 all have a glutamine residue content of 9% or less (Table 3).
(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、配列番号40、配列番号43又は配列番号44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 fibroins of (6-iii) are in 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, SEQ ID NO: 40, SEQ ID NO: 43 or SEQ ID NO: 44. It may consist of the indicated amino acid sequence.
(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、配列番号40、配列番号43又は配列番号44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)nモチーフ−REP]m、又は式2:[(A)nモチーフ−REP]m−(A)n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 fibroins of (6-iv) are in 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, SEQ ID NO: 40, SEQ ID NO: 43 or SEQ ID NO: 44. It contains an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the indicated amino acid sequence. The modified fibroin of (6-iv) is also a domain represented by formula 1: [(A) n motif-REP] m or formula 2: [(A) n motif-REP] m- (A) n motif. It is a protein containing a sequence. The 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 contain a secretory signal for releasing the protein produced in the recombinant protein production system to the outside of the host. The sequence of the secretory signal can be appropriately set according to the type of host.
改変フィブロインは、第1の改変フィブロイン、第2の改変フィブロイン、第3の改変フィブロイン、第4の改変フィブロイン、第5の改変フィブロイン、及び第6の改変フィブロインが有する特徴のうち、少なくとも2つ以上の特徴を併せ持つ改変フィブロインであってもよい。 The modified fibroin is at least two or more of the characteristics of the first modified fibroin, the second modified fibroin, the third modified fibroin, the fourth modified fibroin, the fifth modified fibroin, and the sixth modified fibroin. It may be a modified fibroin having the above-mentioned characteristics.
改変フィブロインとしては、親水性改変フィブロインであってもよく、疎水性改変フィブロインであってもよい。本明細書において、「親水性改変フィブロイン」とは、改変フィブロインを構成する全てのアミノ酸残基の疎水性指標(HI)の総和を求め、次にその総和を全アミノ酸残基数で除した値(平均HI)が0以下である改変フィブロインである。疎水性指標は表1に示したとおりである。また、「疎水性改変フィブロイン」とは、平均HIが0超である改変フィブロインである。親水性改変フィブロインは、特に難燃性に優れている。疎水性改変フィブロインは、特に吸湿発熱性及び保温性に優れている。 The modified fibroin may be hydrophilic modified fibroin or hydrophobic modified fibroin. In the present specification, "hydrophilic modified fibroin" is a value obtained by obtaining the total hydrophobicity index (HI) of all amino acid residues constituting the modified fibroin, and then dividing the total by the total number of amino acid residues. It is a modified fibroin having (average HI) of 0 or less. The hydrophobicity index is as shown in Table 1. Further, the "hydrophobic modified fibroin" is a modified fibroin having an average HI of more than 0. Hydrophilic modified fibroin is particularly excellent in flame retardancy. Hydrophobic modified fibroin is particularly excellent in hygroscopic heat generation and heat retention.
親水性改変フィブロインとしては、例えば、配列番号4で示されるアミノ酸配列、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、配列番号13、配列番号11、配列番号14又は配列番号15で示されるアミノ酸配列、配列番号18、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、配列番号17、配列番号11、配列番号14又は配列番号15で示されるアミノ酸配列、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を含む改変フィブロインが挙げられる。 Examples of the hydrophilic modified fibroin include the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 11, and SEQ ID NO: 14. Or the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 15, SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 7, amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9, amino acid represented by SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15. Examples include modified fibroins comprising the amino acid sequence set forth in the sequence, SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20 or SEQ ID NO: 21.
疎水性改変フィブロインとしては、例えば、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、配列番号32、配列番号33又は配列番号43で示されるアミノ酸配列、配列番号35、配列番号37、配列番号38、配列番号39、配列番号40、配列番号41又は配列番号44で示されるアミノ酸配列を含む改変フィブロインが挙げられる。 Examples of the hydrophobic modified fibroin include the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31, SEQ ID NO: 32, SEQ ID NO: 33 or SEQ ID NO: 43, SEQ ID NO: 35, Examples thereof include modified fibroins containing the amino acid sequences set forth in SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39, SEQ ID NO: 40, SEQ ID NO: 41 or SEQ ID NO: 44.
本実施形態に係るタンパク質は、当該タンパク質をコードする核酸を使用して、常法により製造することができる。当該タンパク質をコードする核酸は、塩基配列情報に基づいて、化学合成してもよく、PCR法等を利用して合成してもよい。 The protein according to this embodiment can be produced by a conventional method using a nucleic acid encoding the protein. The nucleic acid encoding the protein may be chemically synthesized based on the base sequence information, or may be synthesized by using a PCR method or the like.
タンパク質繊維は、例えば、タンパク質を溶解可能な溶媒で溶解させてドープ液とし、湿式紡糸、乾式紡糸、乾湿式紡糸又は溶融紡糸等の公知の紡糸方法により紡糸して得ることができる。タンパク質を溶解可能な溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、ギ酸、及びヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)等が挙げられる。当該溶媒には、溶解促進剤として無機塩を添加してもよい。 The protein fiber can be obtained, for example, by dissolving the protein in a soluble solvent to prepare a dope solution, and spinning by a known spinning method such as wet spinning, dry spinning, dry wet spinning, or melt spinning. Examples of the solvent capable of dissolving the protein include dimethyl sulfoxide (DMSO), N, N-dimethylformamide (DMF), formic acid, hexafluoroisopropanol (HFIP) and the like. An inorganic salt may be added to the solvent as a dissolution accelerator.
(合成皮革の製造方法)
本実施形態に係る合成皮革の製造方法は、例えば、不織布に高分子物質を含む含浸液を含浸し、次いで高分子物質を凝固させて基材層を形成する工程(基材層形成工程)を備える。不織布、高分子物質及び基材層は、上述で説明したものと同様の態様を適用できる。
(Manufacturing method of synthetic leather)
In the method for producing synthetic leather according to the present embodiment, for example, a step of impregnating a non-woven fabric with an impregnating solution containing a polymer substance and then coagulating the polymer substance to form a base material layer (base material layer forming step) is performed. Be prepared. The non-woven fabric, the polymer substance and the base material layer can be applied in the same manner as those described above.
本実施形態に係る製造方法において、不織布のみが機能性が付与されたものであってよく(高分子物質は機能性が付与されたものでない)、高分子物質のみが機能性が付与されたものであってよく(不織布は機能性が付与されたものでない)、不織布及び高分子物質の両方が機能性が付与されたものであってもよい。それらの中でも、少なくとも主材たる不織布が機能性が付与されたものであることが好ましい。 In the manufacturing method according to the present embodiment, only the non-woven fabric may be endowed with functionality (the polymer substance is not endowed with functionality), and only the polymer substance is endowed with functionality. It may be (the non-woven fabric is not imparted with functionality), and both the non-woven fabric and the polymer substance may be imparted with functionality. Among them, it is preferable that at least the non-woven fabric as the main material is provided with functionality.
基材層形成工程は、例えば、不織布を含浸液に浸漬させたたり、不織布に含浸液を噴霧したりして、不織布と含浸液とを接触させて、不織布に含浸液を含浸させた後、凝固用の液体に接触(例えば浸漬)させることで含浸液中の成分を凝固させて基材層を形成する方法(湿式法)等により実施することができる。また、溶媒の種類(例えば低沸点のもの等)によっては、上記のようにして含浸液を含浸させた不織布を、凝固液に接触させることなく、含浸液の溶媒を揮発させる等して脱溶媒を行うことで含浸液中の成分を凝固させて基材層を形成する方法等により、基材層形成工程を実施することもできる。 In the base material layer forming step, for example, the non-woven fabric is immersed in the impregnating liquid or the non-woven fabric is sprayed with the impregnating liquid to bring the non-woven fabric into contact with the impregnating liquid to impregnate the non-woven fabric with the impregnating liquid. It can be carried out by a method (wet method) or the like in which the components in the impregnating liquid are solidified by contacting (for example, dipping) with a liquid for solidification to form a base material layer. Further, depending on the type of solvent (for example, one having a low boiling point), the non-woven fabric impregnated with the impregnating solution as described above is desolvated by volatilizing the solvent of the impregnating solution without contacting the coagulating solution. It is also possible to carry out the base material layer forming step by a method of solidifying the components in the impregnating liquid to form the base material layer or the like.
含浸液に用いられる溶媒は、高分子物質の種類によって適宜選択することができ、例えば、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、ギ酸、アルコール、若しくはヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)等の有機溶媒が挙げられる。 The solvent used for the impregnating solution can be appropriately selected depending on the type of polymer substance, for example, dimethyl sulfoxide (DMSO), N, N-dimethylformamide (DMF), formic acid, alcohol, or hexafluoroisopropanol (HFIP). Organic solvents such as.
図8は、湿式法で合成皮革を製造する際の製造装置の一例を示す模式図である。図8に示す製造装置800を使用した製造方法では、まず、不織布81を巻き取ったロールから不織布81を引き出し、含浸液を含む含浸槽82に不織布81を浸漬させる。次いで、凝固液を含む凝固槽83中で、不織布81に含浸された高分子物質を凝固させる。そして、洗浄液を含む湯洗槽84を通して洗浄した後、乾燥機85で乾燥させて、合成皮革86をロールに巻き取ることで、合成皮革を製造することができる。 FIG. 8 is a schematic view showing an example of a manufacturing apparatus for manufacturing synthetic leather by a wet method. In the manufacturing method using the manufacturing apparatus 800 shown in FIG. 8, first, the non-woven fabric 81 is pulled out from the roll on which the non-woven fabric 81 is wound, and the non-woven fabric 81 is immersed in the impregnation tank 82 containing the impregnating liquid. Next, the polymer substance impregnated in the non-woven fabric 81 is coagulated in the coagulation tank 83 containing the coagulation liquid. Then, after washing through a hot water washing tank 84 containing a washing liquid, the synthetic leather is dried by a dryer 85, and the synthetic leather 86 is wound on a roll to produce the synthetic leather.
凝固液の種類は、不織布及び高分子物質の種類、並びに含浸液の溶媒の種類に応じて、適宜選択することができる。例えば、高分子物質がポリウレタンを含む場合、例えば、含浸液の溶媒としてN,N−ジメチルホルムアミド、凝固液として水(湯)を採用することができる。また、例えば、高分子物質がタンパク質を含む場合、例えば、含浸液の溶媒としてジメチルスルホキシド(DMSO)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、ギ酸、及びヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)並びにこれらに溶解促進剤としての無機塩を添加したもの、凝固液としてメタノール、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、アセトン、並びに水(湯)を採用することができる。凝固液には必要に応じて種々の添加剤が添加されていてもよい。 The type of coagulating liquid can be appropriately selected depending on the types of the non-woven fabric and the polymer substance, and the type of the solvent of the impregnating liquid. For example, when the polymer substance contains polyurethane, for example, N, N-dimethylformamide can be used as the solvent for the impregnating solution, and water (hot water) can be used as the coagulating solution. In addition, for example, when the polymer substance contains a protein, for example, dimethylsulfoxide (DMSO), N, N-dimethylformamide (DMF), formic acid, and hexafluoroisopropanol (HFIP) as a solvent for the impregnating solution, and dissolution promotion thereof. A product to which an inorganic salt is added as an agent, lower alcohol having 1 to 5 carbon atoms such as methanol, ethanol and 2-propanol, acetone, and water (hot water) can be used as the coagulation liquid. Various additives may be added to the coagulation liquid as needed.
本実施形態に係る製造方法は、基材層形成工程の後に、仕上工程(表面研削、コーティング、染色等)等を更に備えていてもよい。例えば、仕上工程として、離型紙上に表皮層樹脂を塗布する工程と、表皮層樹脂の離型紙とは反対側の面に接着剤樹脂を塗布する工程と、接着剤樹脂の表皮層樹脂とは反対側の面に基材層を重ね、熱圧着する工程と、を備える方法により、合成皮革を製造することができる。このような製造方法により製造された合成皮革は、図2に示す合成皮革であってよい。図9は、図2に示す合成皮革を製造する際の製造装置の一例を示す模式図である。図9に示す製造装置900を使用した製造方法では、まず、離型紙を巻き取ったロールから離型紙91を引き出し、離型紙91上に表皮層樹脂(高分子)92を塗布し、乾燥機93で乾燥させる。次いで、表皮層樹脂(高分子)92の表面(離型紙91と接している面とは反対側の面)に接着剤層樹脂94を塗布し、乾燥機93で乾燥させる。そして、基材層96を巻き取ったロールから基材層96を引き出し、接着剤層樹脂94の表面(表皮層樹脂(高分子)92と接している面とは反対側の面)に重ね、熱プレスロール95により熱圧着して接合させ、基材層96と、接着剤層樹脂94と、表皮層樹脂(高分子)92と、離型紙91とがこの順に積層した合成皮革97をロールに巻き取ることで、合成皮革を製造することができる。 The manufacturing method according to the present embodiment may further include a finishing step (surface grinding, coating, dyeing, etc.) after the base material layer forming step. For example, as a finishing step, a step of applying a skin layer resin on a paper pattern, a step of applying an adhesive resin on the surface of the skin layer resin opposite to the paper pattern, and a skin layer resin of the adhesive resin are A synthetic leather can be produced by a method including a step of stacking a base material layer on the opposite surface and heat-pressing. The synthetic leather produced by such a production method may be the synthetic leather shown in FIG. FIG. 9 is a schematic view showing an example of a manufacturing apparatus for manufacturing the synthetic leather shown in FIG. In the manufacturing method using the manufacturing apparatus 900 shown in FIG. 9, first, the paper pattern 91 is pulled out from the roll from which the paper pattern is wound, the skin layer resin (polymer) 92 is applied on the paper pattern 91, and the dryer 93. Dry with. Next, the adhesive layer resin 94 is applied to the surface of the skin layer resin (polymer) 92 (the surface opposite to the surface in contact with the release paper 91) and dried in the dryer 93. Then, the base material layer 96 is pulled out from the roll around which the base material layer 96 is wound, and is laminated on the surface of the adhesive layer resin 94 (the surface opposite to the surface in contact with the skin layer resin (polymer) 92). A synthetic leather 97 in which the base material layer 96, the adhesive layer resin 94, the skin layer resin (polymer) 92, and the release paper 91 are laminated in this order is rolled into a roll by heat-bonding with a hot press roll 95. Synthetic leather can be manufactured by winding it up.
接着剤層樹脂94としては、特に制限はなく、従来の合成皮革に使用されている接着剤を使用することができる。接着剤としては、例えば、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリウレタン、アクリル、EVA(エチレン酢酸ビニル共重合体)等の合成樹脂を挙げることができる。表皮層樹脂(高分子)92としては、例えば、上述した高分子物質(基材層に含まれる高分子物質)を挙げることができる。 The adhesive layer resin 94 is not particularly limited, and an adhesive used in conventional synthetic leather can be used. Examples of the adhesive include synthetic resins such as polyolefin, polystyrene, polyurethane, acrylic, and EVA (ethylene vinyl acetate copolymer). Examples of the skin layer resin (polymer) 92 include the above-mentioned polymer substances (polymer substances contained in the base material layer).
接着剤層樹脂94により形成される接着剤層の厚みは、特に制限はないが、例えば、1〜50μmであってよく、1〜40μmであってよく、5〜30μmであってよく、5〜20μmであってよい。 The thickness of the adhesive layer formed by the adhesive layer resin 94 is not particularly limited, but may be, for example, 1 to 50 μm, 1 to 40 μm, 5 to 30 μm, 5 to 30 μm. It may be 20 μm.
なお、図8や図9に示される製造装置等を用いることなく、又はそれらとは別の装置を用いて本実施形態に係る合成皮革を非連続的に製造することもできる。例えば、巻き取られていない所定大きさの不織布の全体を、独立した構造の含浸槽内の含浸液に浸漬させた後、不織布に含浸された高分子物質を、凝固液を用いて、又は用いることなく、凝固させる。その後、必要に応じて、洗浄及び乾燥を行うことで目的とする合成皮革を得ることができる。 It should be noted that the synthetic leather according to the present embodiment can be manufactured discontinuously without using the manufacturing apparatus or the like shown in FIGS. 8 or 9 or by using an apparatus other than those. For example, after immersing the entire non-woven fabric of a predetermined size that has not been wound up in an impregnating liquid in an impregnating tank having an independent structure, the polymer substance impregnated in the non-woven fabric is used or used with a coagulating liquid. Coagulate without. Then, if necessary, the desired synthetic leather can be obtained by washing and drying.
不織布がタンパク質繊維を含有する場合、不織布は、例えばエレクトロスピニング法で形成することができる。エレクトロスピニング法(静電紡糸法)は、供給側電極(紡糸口金と兼用できる)と捕集側電極(例えば、金属ロール又は金属ネット等)間に電圧を印加し、紡糸口金から押し出したドープ液に電荷を与えて捕集側電極に吹き飛ばす。この際にドープ液は伸張されて繊維形成される。印加電圧は、通常5〜100kVであり、好ましくは10〜50kVである。電極間距離は、通常1〜25cmであり、好ましくは2〜20cmである。 When the non-woven fabric contains protein fibers, the non-woven fabric can be formed by, for example, an electrospinning method. In the electrospinning method (electrostatic spinning method), a voltage is applied between a supply side electrode (which can also be used as a spinneret) and a collection side electrode (for example, a metal roll or a metal net), and a dope liquid extruded from the spinneret. Is charged and blown off to the collecting side electrode. At this time, the doping solution is stretched to form fibers. The applied voltage is usually 5 to 100 kV, preferably 10 to 50 kV. The distance between the electrodes is usually 1 to 25 cm, preferably 2 to 20 cm.
図10は、一実施形態に係るエレクトロスピニング装置100の説明図である。金属製口金ノズル33(供給側電極)と金属製ネット38(捕集側電極)との間に電源35により電圧をかける。マイクロシリンジ31内のドープ液32をシリンジポンプを用いて矢印P方向に移動させ、金属製口金ノズル33からドープ液32を押し出し、電荷によってドープ液を伸張し繊維状物36にして金属製ネット38の表面に集積させることで、タンパク質繊維を含有する不織布39を得ることができる。得られた不織布は、次いで溶媒を離脱してもよい。溶媒を脱離する方法としては、例えば、減圧乾燥又は脱溶媒槽への浸漬が挙げられる。 FIG. 10 is an explanatory diagram of the electrospinning device 100 according to the embodiment. A voltage is applied by the power supply 35 between the metal base nozzle 33 (supply side electrode) and the metal net 38 (collection side electrode). The doping liquid 32 in the microsyringe 31 is moved in the direction of arrow P using a syringe pump, the doping liquid 32 is pushed out from the metal mouthpiece nozzle 33, and the doping liquid is expanded by electric charge to form a fibrous material 36 into a metal net 38. By accumulating on the surface of the above, a non-woven fabric 39 containing protein fibers can be obtained. The obtained non-woven fabric may then remove the solvent. Examples of the method for desorbing the solvent include drying under reduced pressure or immersion in a desolvation tank.
本実施形態に係る合成皮革は、下記式Aに従って求められる最高吸湿発熱度が0.025℃/g超であってよい。
式A:最高吸湿発熱度={(試料を、試料温度が平衡に達するまで低湿度環境下に置いた後、高湿度環境下に移したときの試料温度の最高値)−(試料を、試料温度が平衡に達するまで低湿度環境下に置いた後、高湿度環境下に移すときの試料温度)}(℃)/試料重量(g)
なお、式A中、低湿度環境は、温度20℃及び相対湿度40%の環境を意味し、高湿度環境は、温度20℃及び相対湿度90%の環境を意味する。
The synthetic leather according to the present embodiment may have a maximum heat absorption and heat generation degree obtained according to the following formula A of more than 0.025 ° C./g.
Formula A: Maximum heat absorption and heat generation = {(Maximum value of sample temperature when the sample is placed in a low humidity environment until the sample temperature reaches equilibrium and then moved to a high humidity environment)-(Sample, sample Sample temperature when moving to a high humidity environment after being placed in a low humidity environment until the temperature reaches equilibrium)} (° C) / sample weight (g)
In the formula A, the low humidity environment means an environment having a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 40%, and the high humidity environment means an environment having a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 90%.
本実施形態に係る合成皮革は、最高吸湿発熱度が0.026℃/g以上であってもよく、0.027℃/g以上であってもよく、0.028℃/g以上であってもよく、0.029℃/g以上であってもよく、0.030℃/g以上であってもよく、0.035℃/g以上であってもよく、0.040℃/g以上であってもよい。最高吸湿発熱度の上限に特に制限はないが、通常、0.060℃/g以下である。 The synthetic leather according to the present embodiment has a maximum moisture absorption and heat generation degree of 0.026 ° C / g or more, 0.027 ° C / g or more, or 0.028 ° C / g or more. It may be 0.029 ° C / g or higher, 0.030 ° C / g or higher, 0.035 ° C / g or higher, or 0.040 ° C / g or higher. There may be. The upper limit of the maximum heat absorption and heat generation is not particularly limited, but is usually 0.060 ° C./g or less.
本実施形態に係る合成皮革は、限界酸素指数(LOI)値が、18以上であってよく、20以上であってもよく、22以上であってもよく、24以上であってもよく、26以上であってもよく、28以上であってもよく、29以上であってもよく、30以上であってもよく、31以上であってもよく、32以上であってもよく、33以上又は33超であってもよい。本明細書において、LOI値は、消防庁危険物規制課長 消防危50号平成7年5月31日の粉粒状又は融点の低い合成樹脂の試験方法に準拠して測定される値である。 The synthetic leather according to the present embodiment has a critical oxygen index (LOI) value of 18 or more, 20 or more, 22 or more, 24 or more, 26. It may be more than, 28 or more, 29 or more, 30 or more, 31 or more, 32 or more, 33 or more, or It may be more than 33. In this specification, the LOI value is a value measured in accordance with the test method of powdery granules or synthetic resin having a low melting point on May 31, 1995, Fire and Disaster Management Agency Dangerous Goods Regulation Division Chief Fire Danger No. 50.
本実施形態に係る合成皮革は、下記式Bに従って求められる保温性指数が0.18超以上であってよい。
式B:保温性指数=保温率(%)/試料の目付け(g/m2)
ここで、本明細書において、保温率は、サーモラボII型試験機(30cm/秒の有風下)を用いたドライコンタクト法で測定した保温率を意味し、後述する実施例に記載の方法により測定される値である。
The synthetic leather according to the present embodiment may have a heat retention index of more than 0.18 obtained according to the following formula B.
Formula B: Heat retention index = heat retention rate (%) / sample basis weight (g / m 2 )
Here, in the present specification, the heat retention rate means the heat retention rate measured by the dry contact method using a Thermolab type II testing machine (under windward of 30 cm / sec), and is measured by the method described in Examples described later. Is the value to be.
本実施形態に係る合成皮革の保温性指数は、0.20以上であってよく、0.22以上であってよく、0.24以上であってよく、0.26以上であってよく、0.28以上であってよく、0.30以上であってよく、0.32以上であってよい。保温性指数の上限に特に制限はないが、例えば、0.60以下、又は0.40以下であってよい。 The heat retention index of the synthetic leather according to the present embodiment may be 0.20 or more, 0.22 or more, 0.24 or more, 0.26 or more, and 0. It may be .28 or more, 0.30 or more, and 0.32 or more. The upper limit of the heat retention index is not particularly limited, but may be, for example, 0.60 or less, or 0.40 or less.
(合成皮革の用途)
本実施形態に係る合成皮革は、従来の合成皮革(例えば、合成樹脂で構成される合成皮革)と同じ用途に使用することができる。本実施形態に係る合成皮革は、例えば、衣料品、靴及び鞄等の装飾品、各種のカバー及び家具類等、並びに自動車内装材等の用途に使用することができる。
(Use of synthetic leather)
The synthetic leather according to the present embodiment can be used for the same purposes as the conventional synthetic leather (for example, synthetic leather composed of synthetic resin). The synthetic leather according to the present embodiment can be used, for example, for clothing, decorative items such as shoes and bags, various covers and furniture, and automobile interior materials.
以下、試験例等に基づいて本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の試験例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on test examples and the like. However, the present invention is not limited to the following test examples.
〔試験例1:改変フィブロインの製造〕
配列番号37で示されるアミノ酸配列を有する改変フィブロイン(PRT918)、配列番号40で示されるアミノ酸配列を有する改変フィブロイン(PRT966)、及び配列番号15で示されるアミノ酸配列を有する改変フィブロイン(PRT799)を設計した。設計した改変フィブロイン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、終止コドン下流にEcoRIサイトを付加した。この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、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。
[Test Example 1: Production of modified fibroin]
Designed a modified fibroin (PRT918) having the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 37, a modified fibroin (PRT966) having the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 40, and a modified fibroin (PRT799) having the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 15. did. Nucleic acids encoding the designed modified fibroin were synthesized. An NdeI site was added to the nucleic acid at the 5'end and an EcoRI site was added downstream of the stop codon. This nucleic acid was cloned into a cloning vector (pUC118). Then, the nucleic acid was cut out by restriction enzyme treatment with NdeI and EcoRI, and then recombinant into the protein expression vector pET-22b (+) to obtain an expression vector.
得られた発現ベクターで、大腸菌BLR(DE3)を形質転換した。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4)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)、シード培養液を得た。 Escherichia coli BLR (DE3) was transformed with the obtained expression vector. 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 seed culture medium (Table 4) containing ampicillin so that OD 600 was 0.005. The temperature of the culture solution was kept at 30 ° C., and flask culture was carried out until the OD 600 reached 5, (about 15 hours) to obtain a seed culture solution.
当該シード培養液を500mLの生産培地(表5)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 the production medium (Table 5) was added so that the OD 600 was 0.05. The temperature of the culture solution was maintained at 37 ° C., and the cells were cultured at a constant pH of 6.9. In addition, the dissolved oxygen concentration in the culture solution was maintained at 20% of the dissolved oxygen saturation concentration.
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、改変フィブロインを発現誘導させた。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により、目的とする改変フィブロインの発現を確認した。 Immediately after the glucose in the production medium was completely consumed, the feed solution (glucose 455 g / 1 L, Yeast Extract 120 g / 1 L) was added at a rate of 1 mL / min. The temperature of the culture solution was maintained at 37 ° C., and the cells were cultured at a constant pH of 6.9. Further, the dissolved oxygen concentration in the culture solution was maintained at 20% of the dissolved oxygen saturation concentration, and the culture was carried out for 20 hours. Then, 1 M of isopropyl-β-thiogalactopyranoside (IPTG) was added to the culture solution to a final concentration of 1 mM to induce the expression of modified fibroin. When 20 hours had passed after the addition of IPTG, the culture solution was centrifuged and the cells were collected. SDS-PAGE was performed using cells prepared from the culture broth before and after the addition of IPTG, and the expression of the desired modified fibroin was confirmed by the appearance of the desired modified fibroin-sized band depending on the addition of IPTG. did.
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(PRT918、PRT966及びPRT799)を得た。 The cells collected 2 hours after the addition of IPTG were washed with 20 mM Tris-HCl buffer (pH 7.4). The washed cells were suspended in 20 mM Tris-HCl buffer (pH 7.4) containing about 1 mM PMSF, and the cells were disrupted with a high-pressure homogenizer (manufactured by GEA Niro Soavi). The crushed cells were centrifuged to obtain a precipitate. The resulting precipitate was washed with 20 mM Tris-HCl buffer (pH 7.4) until high purity. The washed precipitate was suspended in 8M guanidine buffer (8M guanidine hydrochloride, 10 mM sodium dihydrogen phosphate, 20 mM NaCl, 1 mM Tris-HCl, pH 7.0) to a concentration of 100 mg / mL at 60 ° C. Was stirred with a stirrer for 30 minutes 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 agglutinating protein obtained after dialysis was recovered by centrifugation, water was removed by a lyophilizer, and the lyophilized powder was recovered to obtain modified fibroin (PRT918, PRT966 and PRT799).
PRT918及びPRT966は、平均HIが0超である疎水性改変フィブロインである。PRT799は、平均HIが0以下である親水性改変フィブロインである。 PRT918 and PRT966 are hydrophobic modified fibroins having an average HI greater than 0. PRT799 is a hydrophilic modified fibroin having an average HI of 0 or less.
〔試験例2:機能性が付与された基材の製造及び評価〕
(製造例1)
ジメチルスルホキシド(DMSO)に、上述のクモ糸フィブロイン(PRT799)を濃度24質量%となるよう添加した後、溶解促進剤としてLiClを濃度4.0質量%となるように添加した。その後、シェーカーを使用して、クモ糸フィブロインを3時間かけて溶解させ、DMSO溶液を得た。得られたDMSO溶液中のゴミと泡を取り除き、ドープ液とした。ドープ液の溶液粘度は90℃において5000cP(センチポアズ)であった。
[Test Example 2: Manufacture and evaluation of a base material to which functionality has been imparted]
(Manufacturing Example 1)
The above-mentioned spider fibroin (PRT799) was added to dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 24% by mass, and then LiCl was added as a dissolution accelerator to a concentration of 4.0% by mass. Then, using a shaker, the spider silk fibroin was dissolved over 3 hours to obtain a DMSO solution. Dust and bubbles in the obtained DMSO solution were removed to prepare a doping solution. The solution viscosity of the dope solution was 5000 cP (centipores) at 90 ° C.
上記のようにして得られたドープ液と公知の乾湿式紡糸装置とを用いて乾湿式紡糸を行って、クモ糸フィブロインからなるモノフィラメントを得た。なお、ここでは、乾湿式紡糸を下記の条件で行った。
凝固液(メタノール)の温度:5〜10℃
延伸倍率:6倍
乾燥温度:80℃
Dry-wet spinning was performed using the doping solution obtained as described above and a known dry-wet spinning apparatus to obtain a monofilament made of spider silk fibroin. Here, dry-wet spinning was performed under the following conditions.
Coagulant (methanol) temperature: 5-10 ° C
Stretching ratio: 6 times Drying temperature: 80 ° C
上記のようにして得た改変クモ糸フィブロイン繊維を用いて公知の方法により紡績糸を製造し、この改変クモ糸フィブロイン繊維からなる紡績糸と公知の編機とを用いて、横編みにより編地(5cm角)を編成した。なお、改変クモ糸フィブロイン繊維からなる紡績糸の番手は58.1Nmであり、編機のゲージ数は18であった。 A spun yarn is produced by a known method using the modified spider silk fibroin fiber obtained as described above, and a knitted fabric is knitted by weft knitting using a spun yarn made of this modified spider yarn fibroin fiber and a known knitting machine. (5 cm square) was knitted. The count of the spun yarn made of the modified spider yarn fibroin fiber was 58.1 Nm, and the gauge number of the knitting machine was 18.
(試験例2−1)
製造例1で得た編地を、ヘキサンジイソアネート(HDI)20mL中に浸漬した。次いで、HDIが含浸した編地をアルミホイルに挟み、130℃で30分加熱した。加熱後、編地を取り出し、ブタノール(BuOH)20mL中に浸漬し、100℃で240分反応させた。反応後の試験サンプルをTHFで洗浄し、機能性が付与された編地(試験例2−1)を得た。
(Test Example 2-1)
The knitted fabric obtained in Production Example 1 was immersed in 20 mL of hexanediisoanate (HDI). Next, the knitted fabric impregnated with HDI was sandwiched between aluminum foils and heated at 130 ° C. for 30 minutes. After heating, the knitted fabric was taken out, immersed in 20 mL of butanol (BuOH), and reacted at 100 ° C. for 240 minutes. The test sample after the reaction was washed with THF to obtain a knitted fabric (Test Example 2-1) imparted with functionality.
(試験例2−2)
比較のために、製造例1で得た編地を、試験例2−2の編地として評価した。
(Test Example 2-2)
For comparison, the knitted fabric obtained in Production Example 1 was evaluated as the knitted fabric of Test Example 2-2.
(試験例2−3)
更なる比較のために、製造例1で得た編地を、ヘキサンジイソアネート(HDI)20mL中に浸漬した。次いで、HDIが含浸した編地をアルミホイルに挟み、130℃で30分加熱した。その後、編地をTHFで洗浄して、試験例2−3の編地を得た。
(Test Example 2-3)
For further comparison, the knitted fabric obtained in Production Example 1 was immersed in 20 mL of hexanediisoanate (HDI). Next, the knitted fabric impregnated with HDI was sandwiched between aluminum foils and heated at 130 ° C. for 30 minutes. Then, the knitted fabric was washed with THF to obtain a knitted fabric of Test Example 2-3.
試験例2−1〜3の編地について、以下の試験方法で耐水性及び質感を評価した。 The water resistance and texture of the knitted fabrics of Test Examples 2-1 to 3 were evaluated by the following test methods.
<耐水性評価>
編地に鉛筆で3cm角の正方形を描き、評価サンプルとした。評価サンプルをPanasonic製洗濯機(Na−VG1100L)の洗濯モード「お家クリーニング」で洗濯した。次いで、同じ洗濯機で15分脱水し、120分自然乾燥させた。洗濯前後の正方形の縦横の長さをそれぞれ測定し、縦方向及び横方向の収縮率を求めた。同じ試験を3回行い、3回の平均値を評価結果とした。結果を表6に示す。
<Water resistance evaluation>
A 3 cm square was drawn on the knitted fabric with a pencil and used as an evaluation sample. The evaluation sample was washed in the washing mode "house cleaning" of a Panasonic washing machine (Na-VG1100L). Then, it was dehydrated in the same washing machine for 15 minutes and naturally dried for 120 minutes. The vertical and horizontal lengths of the squares before and after washing were measured, and the shrinkage rates in the vertical and horizontal directions were determined. The same test was performed three times, and the average value of the three times was used as the evaluation result. The results are shown in Table 6.
<質感評価>
編地の肌触りを三段階で評価した。比較例1の編地の肌触りを基準(B)とし、それより風合いに優れる編地をA、肌触りが荒く風合いに劣る編地をCとして評価した。結果を表6に示す。
<Texture evaluation>
The texture of the knitted fabric was evaluated on a three-point scale. The texture of the knitted fabric of Comparative Example 1 was evaluated as the reference (B), the knitted fabric having a better texture was evaluated as A, and the knitted fabric having a rough texture and inferior texture was evaluated as C. The results are shown in Table 6.
なお、試験例2−3の評価は、改変フィブロイン繊維を使用した編地に対して実施したが、改変フィブロイン繊維を使用した織地、不織布等でも同様の効果が得られることが理解される。 The evaluation of Test Example 2-3 was carried out on the knitted fabric using the modified fibroin fiber, but it is understood that the same effect can be obtained on the woven fabric, the non-woven fabric and the like using the modified fibroin fiber.
〔試験例3:機能性が付与されたタンパク質繊維の製造及び評価〕
(試験例3−1)
<紡糸原液(ドープ液)の調製>
デンプン(和光純薬工業株式会社製)200mgを11400mgの溶媒(4重量%のLiClを含むジメチルスルホキシド(DMSO))に溶解させた後、これにフェニルイソシアネート(東京化成工業株式会社製)400mgを添加し、90℃で4時間撹拌して反応させた。これにより、デンプンのヒドロキシル基とフェニルイソシアネートのイソシアネート基とが反応して、フェニル基(機能性官能基)が、ウレタン結合を介して結合した修飾デンプン(修飾ヒドロキシル基含有ポリマー)を得た。修飾デンプンは、仕込み比から求めた修飾率(ヒドロキシル基が機能性官能基に変換された割合)が100%であった。
[Test Example 3: Production and evaluation of protein fibers with added functionality]
(Test Example 3-1)
<Preparation of undiluted spinning solution (doping solution)>
After dissolving 200 mg of starch (manufactured by Wako Pure Chemical Industry Co., Ltd.) in 11400 mg of solvent (dimethyl sulfoxide (DMSO) containing 4 wt% LiCl), 400 mg of phenylisocyanate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) is added thereto. Then, the reaction was carried out by stirring at 90 ° C. for 4 hours. As a result, the hydroxyl group of the starch and the isocyanate group of the phenyl isocyanate were reacted to obtain a modified starch (modified hydroxyl group-containing polymer) in which the phenyl group (functional functional group) was bonded via a urethane bond. The modified starch had a modification rate (ratio of hydroxyl groups converted to functional functional groups) determined from the charging ratio of 100%.
反応液を室温まで冷却した後、上記で得た改変フィブロイン(PRT799)の粉末300mgを反応液に添加し、90℃で12時間撹拌して溶解させ、透明な紡糸原液を得た。紡糸原液中の修飾デンプンの含有量は、修飾デンプンとデンプンの総含有量を基準として、17質量%である。 After cooling the reaction solution to room temperature, 300 mg of the modified fibroin (PRT799) powder obtained above was added to the reaction solution, and the mixture was stirred and dissolved at 90 ° C. for 12 hours to obtain a transparent spinning stock solution. The content of the modified starch in the spinning stock solution is 17% by mass based on the total content of the modified starch and the starch.
<タンパク質繊維の製造>
調製した紡糸原液を60℃にて目開き5μmの金属フィルターで濾過し、次いで30mLのステンレスシリンジ内で静置し、脱泡させた後に、ニードル径0.2mmのソリッドノズルから窒素ガスを用い100質量%メタノール凝固浴槽中へ吐出させた。吐出温度は60℃であり、吐出圧は0.3MPaであった。凝固後、得られた原糸を巻き取り速度3.00m/分で巻き取り、自然乾燥させてタンパク質繊維(フィブロイン繊維)を得た。
<Manufacturing of protein fibers>
The prepared spinning stock solution is filtered at 60 ° C. with a metal filter having an opening of 5 μm, then allowed to stand in a 30 mL stainless syringe to defoam, and then 100 using nitrogen gas from a solid nozzle having a needle diameter of 0.2 mm. It was discharged into a mass% methanol coagulation bath. The discharge temperature was 60 ° C. and the discharge pressure was 0.3 MPa. After coagulation, the obtained raw yarn was wound at a winding speed of 3.00 m / min and air-dried to obtain protein fibers (fibroin fibers).
<水収縮試験>
得られたタンパク質繊維を長さ約10cmに切断し、水への浸漬前の糸の長さ(cm)を測定した。次いで、糸を40℃の水浴に1分間浸漬した。その後、糸を水浴から取り出して、15分間室温で真空乾燥させた後、乾燥後の糸の長さを測定した。タンパク質繊維の水収縮率を以下の式に従って算出した。
水収縮率(%)={(浸漬前の長さ/浸漬・乾燥後の長さ)−1}×100
<Water shrinkage test>
The obtained protein fiber was cut to a length of about 10 cm, and the length (cm) of the thread before immersion in water was measured. The yarn was then immersed in a water bath at 40 ° C. for 1 minute. Then, the yarn was taken out from the water bath, vacuum dried at room temperature for 15 minutes, and then the length of the dried yarn was measured. The water shrinkage rate of the protein fiber was calculated according to the following formula.
Water shrinkage rate (%) = {(length before immersion / length after immersion / drying) -1} x 100
(試験例3−2)
<紡糸原液(ドープ液)の調製>
デンプン(和光純薬工業株式会社製)253mgを7600mgの溶媒(4重量%のLiClを含むジメチルスルホキシド(DMSO))に溶解させた後、これに無水酢酸(和光純薬工業株式会社製)147mgを添加し、90℃で4時間撹拌して反応させた。これにより、デンプンのヒドロキシル基と無水酢酸とが反応して、アセチル基(機能性官能基)が結合した修飾デンプン(修飾ヒドロキシル基含有ポリマー)を得た。修飾デンプンは、仕込み比から求めた修飾率(ヒドロキシル基が機能性官能基に変換された割合)が100%であった。
(Test Example 3-2)
<Preparation of undiluted spinning solution (doping solution)>
After dissolving 253 mg of starch (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 7600 mg of solvent (dimethyl sulfoxide (DMSO) containing 4 wt% LiCl), 147 mg of acetic anhydride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added thereto. It was added and reacted at 90 ° C. with stirring for 4 hours. As a result, the hydroxyl group of starch and acetic anhydride reacted to obtain modified starch (modified hydroxyl group-containing polymer) to which an acetyl group (functional functional group) was bonded. The modified starch had a modification rate (ratio of hydroxyl groups converted to functional functional groups) determined from the charging ratio of 100%.
反応液を室温まで冷却した後、上記で得た改変フィブロイン(PRT799)の粉末2000mgを反応液に添加し、90℃で12時間撹拌して溶解させ、透明な紡糸原液を得た。紡糸原液中の修飾デンプンの含有量は、修飾デンプンとデンプンの総含有量を基準として、17質量%である。 After cooling the reaction solution to room temperature, 2000 mg of the modified fibroin (PRT799) powder obtained above was added to the reaction solution, and the mixture was stirred and dissolved at 90 ° C. for 12 hours to obtain a transparent spinning stock solution. The content of the modified starch in the spinning stock solution is 17% by mass based on the total content of the modified starch and the starch.
<タンパク質繊維の製造、及び水収縮試験>
調製した紡糸原液を使用して、試験例3−1と同様の手順でタンパク質繊維の製造、及び水収縮試験を実施した。
<Protein fiber production and water shrinkage test>
Using the prepared spinning stock solution, protein fiber production and a water shrinkage test were carried out in the same procedure as in Test Example 3-1.
(試験例3−3)
<紡糸原液(ドープ液)の調製>
デンプン(和光純薬工業株式会社製)215mgを7600mgの溶媒(4重量%のLiClを含むジメチルスルホキシド(DMSO))に溶解させた後、これに無水酢酸(和光純薬工業株式会社製)185mgを添加し、90℃で4時間撹拌して反応させた。これにより、デンプンのヒドロキシル基と無水酢酸とが反応して、アセチル基(機能性官能基)が結合した修飾デンプン(修飾ヒドロキシル基含有ポリマー)を得た。修飾デンプンは、仕込み比から求めた修飾率(ヒドロキシル基が機能性官能基に変換された割合)が50%であった。
(Test Example 3-3)
<Preparation of undiluted spinning solution (doping solution)>
215 mg of starch (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in 7600 mg of a solvent (dimethyl sulfoxide (DMSO) containing 4% by weight of LiCl), and then 185 mg of acetic anhydride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added thereto. It was added and reacted at 90 ° C. with stirring for 4 hours. As a result, the hydroxyl group of starch and acetic anhydride reacted to obtain modified starch (modified hydroxyl group-containing polymer) to which an acetyl group (functional functional group) was bonded. The modified starch had a modification rate (ratio of hydroxyl groups converted to functional functional groups) determined from the charging ratio of 50%.
反応液を室温まで冷却した後、上記で得た改変フィブロイン(PRT799)の粉末2000mgを反応液に添加し、90℃で12時間撹拌して溶解させ、透明な紡糸原液を得た。紡糸原液中の修飾デンプンの含有量は、修飾デンプンとデンプンの総含有量を基準として、17質量%である。 After cooling the reaction solution to room temperature, 2000 mg of the modified fibroin (PRT799) powder obtained above was added to the reaction solution, and the mixture was stirred and dissolved at 90 ° C. for 12 hours to obtain a transparent spinning stock solution. The content of the modified starch in the spinning stock solution is 17% by mass based on the total content of the modified starch and the starch.
<タンパク質繊維の製造、及び水収縮試験>
調製した紡糸原液を使用して、実施例3−1と同様の手順でタンパク質繊維の製造、及び水収縮試験を実施した。
<Protein fiber production and water shrinkage test>
Using the prepared spinning stock solution, protein fiber production and a water shrinkage test were carried out in the same procedure as in Example 3-1.
(試験例3−4)
<紡糸原液(ドープ液)の調製>
ポリビニルアルコール(PVA)(和光純薬工業株式会社製)128mgを7600mgの溶媒(4重量%のLiClを含むジメチルスルホキシド(DMSO))に溶解させた後、これにフェニルイソシアネート(東京化成工業株式会社製)272mgを添加し、90℃で4時間撹拌して反応させた。これにより、PVAのヒドロキシル基とフェニルイソシアネートとが反応して、フェニル基(機能性官能基)が、ウレタン結合を介して結合した修飾PVA(修飾ヒドロキシル基含有ポリマー)を得た。修飾PVAは、仕込み比から求めた修飾率(ヒドロキシル基が機能性官能基に変換された割合)が100%であった。
(Test Example 3-4)
<Preparation of undiluted spinning solution (doping solution)>
After dissolving 128 mg of polyvinyl alcohol (PVA) (manufactured by Wako Pure Chemical Industry Co., Ltd.) in 7600 mg of solvent (dimethyl sulfoxide (DMSO) containing 4% by weight of LiCl), phenyl isocyanate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) is dissolved therein. ) 272 mg was added, and the mixture was reacted by stirring at 90 ° C. for 4 hours. As a result, the hydroxyl group of PVA and phenylisocyanate reacted to obtain a modified PVA (modified hydroxyl group-containing polymer) in which the phenyl group (functional functional group) was bonded via a urethane bond. The modified PVA had a modification rate (ratio of hydroxyl groups converted into functional functional groups) determined from the charging ratio of 100%.
反応液を室温まで冷却した後、上記で得た改変フィブロイン(PRT799)の粉末2000mgを反応液に添加し、90℃で12時間撹拌して溶解させ、透明な紡糸原液を得た。紡糸原液中の修飾PVAの含有量は、修飾PVAとPVAの総含有量を基準として、17質量%である。 After cooling the reaction solution to room temperature, 2000 mg of the modified fibroin (PRT799) powder obtained above was added to the reaction solution, and the mixture was stirred and dissolved at 90 ° C. for 12 hours to obtain a transparent spinning stock solution. The content of modified PVA in the spinning stock solution is 17% by mass based on the total content of modified PVA and PVA.
<タンパク質繊維の製造、及び水収縮試験>
調製した紡糸原液を使用して、実施例3−1と同様の手順でタンパク質繊維の製造、及び水収縮試験を実施した。
<Protein fiber production and water shrinkage test>
Using the prepared spinning stock solution, protein fiber production and a water shrinkage test were carried out in the same procedure as in Example 3-1.
(試験例3−5)
<紡糸原液(ドープ液)の調製>
ポリビニルアルコール(PVA)(和光純薬工業株式会社製)193mgを7600mgの溶媒(4重量%のLiClを含むジメチルスルホキシド(DMSO))に溶解させた後、これにフェニルイソシアネート(東京化成工業株式会社製)207mgを添加し、90℃で4時間撹拌して反応させた。これにより、PVAのヒドロキシル基とフェニルイソシアネートとが反応して、フェニル基(機能性官能基)が、ウレタン結合を介して結合した修飾PVA(修飾ヒドロキシル基含有ポリマー)を得た。修飾PVAは、仕込み比から求めた修飾率(ヒドロキシル基が機能性官能基に変換された割合)が50%であった。
(Test Example 3-5)
<Preparation of undiluted spinning solution (doping solution)>
After dissolving 193 mg of polyvinyl alcohol (PVA) (manufactured by Wako Pure Chemical Industry Co., Ltd.) in 7600 mg of solvent (dimethyl sulfoxide (DMSO) containing 4% by weight of LiCl), phenylisocyanate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was dissolved therein. ) 207 mg was added, and the mixture was reacted by stirring at 90 ° C. for 4 hours. As a result, the hydroxyl group of PVA and phenylisocyanate reacted to obtain a modified PVA (modified hydroxyl group-containing polymer) in which the phenyl group (functional functional group) was bonded via a urethane bond. The modified PVA had a modification rate (ratio of hydroxyl groups converted to functional functional groups) determined from the charging ratio of 50%.
反応液を室温まで冷却した後、上記で得た改変フィブロイン(PRT799)の粉末2000mgを反応液に添加し、90℃で12時間撹拌して溶解させ、透明な紡糸原液を得た。紡糸原液中の修飾PVAの含有量は、修飾PVAとPVAの総含有量を基準として、17質量%である。 After cooling the reaction solution to room temperature, 2000 mg of the modified fibroin (PRT799) powder obtained above was added to the reaction solution, and the mixture was stirred and dissolved at 90 ° C. for 12 hours to obtain a transparent spinning stock solution. The content of modified PVA in the spinning stock solution is 17% by mass based on the total content of modified PVA and PVA.
<タンパク質繊維の製造、及び水収縮試験>
調製した紡糸原液を使用して、実施例3−1と同様の手順でタンパク質繊維の製造、及び水収縮試験を実施した。
<Protein fiber production and water shrinkage test>
Using the prepared spinning stock solution, protein fiber production and a water shrinkage test were carried out in the same procedure as in Example 3-1.
(試験例3−6)
<紡糸原液(ドープ液)の調製>
上記で得た改変フィブロイン(PRT799)の粉末1200mgを溶媒(4重量%のLiClを含むジメチルスルホキシド(DMSO))に添加し、90℃で12時間撹拌して溶解させ、透明な紡糸原液を得た。
(Test Example 3-6)
<Preparation of undiluted spinning solution (doping solution)>
1200 mg of the modified fibroin (PRT799) powder obtained above was added to a solvent (dimethyl sulfoxide (DMSO) containing 4% by weight of LiCl) and dissolved by stirring at 90 ° C. for 12 hours to obtain a transparent spinning stock solution. ..
<タンパク質繊維の製造、及び水収縮試験>
調製した紡糸原液を使用して、比較のために試験例3−1と同様の手順でタンパク質繊維の製造、及び水収縮試験を実施した。
<Protein fiber production and water shrinkage test>
Using the prepared spinning stock solution, protein fiber production and a water shrinkage test were carried out in the same procedure as in Test Example 3-1 for comparison.
(試験例3−7)
<紡糸原液(ドープ液)の調製>
上記で得た改変フィブロイン(PRT799)の粉末3000mg、及びデンプン(和光純薬工業株式会社製)600mgを溶媒(4重量%のLiClを含むジメチルスルホキシド(DMSO))に添加し、90℃で12時間撹拌して溶解させ、透明な紡糸原液を得た。
(Test Example 3-7)
<Preparation of undiluted spinning solution (doping solution)>
3000 mg of the modified fibroin (PRT799) powder obtained above and 600 mg of starch (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added to a solvent (dimethyl sulfoxide (DMSO) containing 4% by weight of LiCl) at 90 ° C. for 12 hours. The mixture was stirred and dissolved to obtain a transparent undiluted spinning solution.
<タンパク質繊維の製造、及び水収縮試験>
調製した紡糸原液を使用して、比較のために試験例3−1と同様の手順でタンパク質繊維の製造、及び水収縮試験を実施した。
<Protein fiber production and water shrinkage test>
Using the prepared spinning stock solution, protein fiber production and a water shrinkage test were carried out in the same procedure as in Test Example 3-1 for comparison.
結果を図11及び表7に示す。
機能性官能基として疎水性の官能基(フェニル基又はアセチル基)が結合した修飾ヒドロキシル基含有ポリマー(修飾デンプン又は修飾PVA)と、タンパク質(改変フィブロイン)とを含む紡糸原液を用いてタンパク質繊維を製造することにより(試験例3−1〜3−5)、タンパク質のみを含む紡糸原液を用いた場合(試験例3−6)、及びタンパク質と修飾されていないヒドロキシル基含有ポリマーとを含む紡糸原液を用いた場合(試験例3−7)と比べて、水収縮率が低減され、耐水性を有するタンパク質繊維が得られた。これらのタンパク質繊維を使用して不織布を製造することで、機能性(耐水性)を有する不織布を得ることができる。また、これらのことは、そのような不織布を用いて、不織布と高分子物質とを含む基材層を備えた合成皮革を製造することにより、機能性(耐水性)を有する合成皮革が得られることを、如実に表している。更に、不織布に含浸される含浸液として、機能性官能基として疎水性の官能基(フェニル基又はアセチル基)が結合した修飾ヒドロキシル基含有ポリマー(修飾デンプン又は修飾PVA)と、タンパク質(改変フィブロイン)と、所定の溶媒を含む含浸液を用いることによっても、機能性(耐水性)を有する合成皮革が得られることは、上記から明白である。 Protein fibers are prepared using a spinning stock solution containing a modified hydroxyl group-containing polymer (modified starch or modified PVA) to which a hydrophobic functional group (phenyl group or acetyl group) is bonded as a functional functional group and a protein (modified fibroin). By production (Test Examples 3-1 to 3-5), when a spinning stock solution containing only protein is used (Test Example 3-6), and a spinning stock solution containing a protein and an unmodified hydroxyl group-containing polymer. (Test Example 3-7), the water shrinkage rate was reduced, and a protein fiber having water resistance was obtained. By producing a non-woven fabric using these protein fibers, a non-woven fabric having functionality (water resistance) can be obtained. Further, these things can be obtained by producing a synthetic leather having a base material layer containing the non-woven fabric and a polymer substance using such a non-woven fabric, and thereby having functional (water resistance). It clearly shows that. Further, as the impregnating liquid impregnated in the non-woven fabric, a modified hydroxyl group-containing polymer (modified starch or modified PVA) to which a hydrophobic functional group (phenyl group or acetyl group) is bonded as a functional functional group, and a protein (modified fibroin) It is clear from the above that a synthetic leather having functionality (water resistance) can also be obtained by using an impregnating solution containing a predetermined solvent.
〔試験例4:改変フィブロイン繊維の製造及び難燃性評価〕
4.0質量%になるようにLiClを溶解させたジメチルスルホキシド(DMSO)を溶媒として用意し、そこに改変フィブロイン(PRT799)の凍結乾燥粉末を、濃度24質量%となるよう添加し、シェーカーを使用して3時間溶解させた。その後、不溶物と泡を取り除き、改変フィブロイン溶液(紡糸原液)を得た。
[Test Example 4: Production of modified fibroin fiber and evaluation of flame retardancy]
Dimethyl sulfoxide (DMSO) in which LiCl was dissolved so as to be 4.0% by mass was prepared as a solvent, and a freeze-dried powder of modified fibroin (PRT799) was added thereto to a concentration of 24% by mass, and a shaker was added. It was used and dissolved for 3 hours. Then, the insoluble matter and bubbles were removed to obtain a modified fibroin solution (spinning stock solution).
調製した紡糸原液を90℃にて目開き5μmの金属フィルターで濾過し、次いで30mLのステンレスシリンジ内で静置し、脱泡させた後に、ニードル径0.2mmのソリッドノズルから100質量%メタノール凝固浴槽中へ吐出させた。吐出温度は90℃であった。凝固後、得られた原糸を巻き取り、自然乾燥させて改変フィブロイン繊維を得た。 The prepared spinning stock solution is filtered at 90 ° C. with a metal filter having an opening of 5 μm, then allowed to stand in a 30 mL stainless syringe to defoam, and then 100% by mass methanol solidified from a solid nozzle having a needle diameter of 0.2 mm. It was discharged into the bathtub. The discharge temperature was 90 ° C. After solidification, the obtained raw yarn was wound up and air-dried to obtain modified fibroin fibers.
得られた繊維(撚り合せたフィラメント糸)を使用して、丸編機を使用した丸編みで評価用編地を製造した。評価用編地は、太さ180デニール、ゲージ数18とした。得られた評価用編地から20g切り出して試験片とした。 Using the obtained fibers (twisted filament yarns), a knitted fabric for evaluation was produced by circular knitting using a circular knitting machine. The knitted fabric for evaluation had a thickness of 180 denier and a gauge number of 18. 20 g was cut out from the obtained knitted fabric for evaluation and used as a test piece.
燃焼性試験は、消防庁危険物規制課長 消防危50号平成7年5月31日の粉粒状又は融点の低い合成樹脂の試験方法に準拠した。試験は、温度22℃、相対湿度45%、気圧1021hPaの条件下で実施した。測定結果(酸素濃度(%)、燃焼率(%)、換算燃焼率(%))を表8に示す。
難燃性試験の結果、改変フィブロイン(PRT799)繊維の限界酸素指数(LOI)値は27.2であった。一般にLOI値が26以上あれば難燃性があるとされる。改変フィブロイン繊維は、難燃性に優れていることが分かる。改変フィブロインを含む繊維を使用して不織布を製造することで、機能性(難燃性)を有する不織布を得ることができる。 As a result of the flame retardancy test, the critical oxygen index (LOI) value of the modified fibroin (PRT799) fiber was 27.2. Generally, if the LOI value is 26 or more, it is considered to be flame-retardant. It can be seen that the modified fibroin fiber is excellent in flame retardancy. By producing a non-woven fabric using fibers containing modified fibroin, a non-woven fabric having functionality (flame retardancy) can be obtained.
〔試験例5:改変フィブロイン繊維の製造及び吸湿発熱性評価〕
4.0質量%になるようにLiClを溶解させたジメチルスルホキシド(DMSO)を溶媒として用意し、そこに改変フィブロインの凍結乾燥粉末を、濃度24質量%となるよう添加し、シェーカーを使用して3時間溶解させた。その後、不溶物と泡を取り除き、改変フィブロイン溶液(紡糸原液)を得た。
[Test Example 5: Production of modified fibroin fiber and evaluation of heat absorption and heat generation]
Dimethyl sulfoxide (DMSO) in which LiCl was dissolved so as to be 4.0% by mass was prepared as a solvent, and lyophilized powder of modified fibroin was added thereto to a concentration of 24% by mass, and a shaker was used. It was dissolved for 3 hours. Then, the insoluble matter and bubbles were removed to obtain a modified fibroin solution (spinning stock solution).
調製した紡糸原液を60℃にて目開き5μmの金属フィルターで濾過し、次いで30mLのステンレスシリンジ内で静置し、脱泡させた後に、ニードル径0.2mmのソリッドノズルから100質量%メタノール凝固浴槽中へ吐出させた。吐出温度は60℃であった。凝固後、得られた原糸を巻き取り、自然乾燥させて改変フィブロイン繊維を得た。 The prepared spinning stock solution is filtered at 60 ° C. with a metal filter having an opening of 5 μm, then allowed to stand in a 30 mL stainless syringe to defoam, and then 100% by mass methanol solidified from a solid nozzle having a needle diameter of 0.2 mm. It was discharged into the bathtub. The discharge temperature was 60 ° C. After solidification, the obtained raw yarn was wound up and air-dried to obtain modified fibroin fibers.
比較のため、繊維として、市販されているウール繊維、コットン繊維、テンセル繊維、レーヨン繊維及びポリエステル繊維を用意した。 For comparison, commercially available wool fibers, cotton fibers, tencel fibers, rayon fibers and polyester fibers were prepared as fibers.
各繊維を使用して、横編機を使用した横編みで評価用編地を製造した。繊維としてPRT918繊維を使用した評価用編地は、太さ:1/30N(毛番手単糸)、ゲージ数:18とした。繊維としてPRT799繊維を使用した評価用編地は、太さ:1/30N(毛番手単糸)、ゲージ数:16とした。その他の繊維を使用した評価用編地は、PRT918繊維及びPRT799繊維を使用した評価用編地とほぼ同一のカバーファクターとなるように太さ及びゲージ数を調整した。具体的には、以下のとおりである。
ウール 太さ:2/30N(双糸)、ゲージ数:14
コットン 太さ:2/34N(双糸)、ゲージ数:14
テンセル 太さ:2/30N(双糸)、ゲージ数:15
レーヨン 太さ:1/38N(単糸)、ゲージ数:14
ポリエステル 太さ:1/60N(単糸)、ゲージ数:14
Each fiber was used to produce an evaluation knitted fabric by weft knitting using a flat knitting machine. The evaluation knitted fabric using PRT918 fiber as the fiber had a thickness of 1/30 N (hair count single yarn) and a gauge number of 18. The evaluation knitted fabric using PRT799 fiber as the fiber had a thickness of 1/30 N (hair count single yarn) and a gauge number of 16. The thickness and the number of gauges of the evaluation knitted fabric using the other fibers were adjusted so as to have substantially the same coverage factor as the evaluation knitted fabric using the PRT918 fiber and the PRT799 fiber. Specifically, it is as follows.
Wool thickness: 2 / 30N (double yarn), gauge number: 14
Cotton thickness: 2 / 34N (double thread), gauge number: 14
Tencel thickness: 2 / 30N (double thread), number of gauges: 15
Rayon thickness: 1 / 38N (single thread), number of gauges: 14
Polyester Thickness: 1 / 60N (single thread), Gauge number: 14
10cm×10cmに裁断した評価用編地を2枚合わせにし、四辺を縫い合わせて試験片(試料)とした。試験片を低湿度環境(温度20±2℃、相対湿度40±5%)で4時間以上放置した後、高湿度環境(温度20±2℃、相対湿度90±5%)に移し、試験片内部中央に取り付けた温度センサーにより30分間、1分間隔で温度の測定を行った。 Two evaluation knitted fabrics cut into 10 cm × 10 cm were combined, and the four sides were sewn together to form a test piece (sample). The test piece is left in a low humidity environment (temperature 20 ± 2 ° C., relative humidity 40 ± 5%) for 4 hours or more, and then transferred to a high humidity environment (temperature 20 ± 2 ° C., relative humidity 90 ± 5%). The temperature was measured at 1-minute intervals for 30 minutes using a temperature sensor attached to the center of the inside.
測定結果から、下記式Aに従って、最高吸湿発熱度を求めた。
式A:最高吸湿発熱度={(試料を、試料温度が平衡に達するまで低湿度環境下に置いた後、高湿度環境下に移したときの試料温度の最高値)−(試料を、試料温度が平衡に達するまで低湿度環境下に置いた後、高湿度環境下に移すときの試料温度)}(℃)/試料重量(g)
From the measurement results, the maximum degree of heat absorption and heat generation was determined according to the following formula A.
Formula A: Maximum heat absorption and heat generation = {(Maximum value of sample temperature when the sample is placed in a low humidity environment until the sample temperature reaches equilibrium and then moved to a high humidity environment)-(Sample, sample Sample temperature when moving to a high humidity environment after being placed in a low humidity environment until the temperature reaches equilibrium)} (° C) / sample weight (g)
図12は、吸湿発熱性試験の結果の一例を示すグラフである。グラフの横軸は、試料を低湿度環境から高湿度環境に移した時点を0とし、高湿度環境での放置時間(分)を示す。グラフの縦軸は、温度センサーで測定した温度(試料温度)を示す。図12に示したグラフ中、Mで示した点が、試料温度の最高値に対応している。 FIG. 12 is a graph showing an example of the results of the hygroscopic heat generation test. The horizontal axis of the graph is 0 when the sample is moved from the low humidity environment to the high humidity environment, and indicates the leaving time (minutes) in the high humidity environment. The vertical axis of the graph shows the temperature (sample temperature) measured by the temperature sensor. In the graph shown in FIG. 12, the point indicated by M corresponds to the maximum value of the sample temperature.
最高吸湿発熱度の算出結果を表9に示す。
表9に示すとおり、改変フィブロイン(PRT918及びPRT799)繊維は、既存の繊維材料と比べて、最高吸湿発熱度が高く、吸湿発熱性に優れていた。改変フィブロイン繊維は、吸湿発熱性に優れていることが分かる。改変フィブロインを含む繊維を使用して不織布を製造することで、機能性(吸湿発熱性)を有する不織布を得ることができる。 As shown in Table 9, the modified fibroin (PRT918 and PRT799) fibers had a higher maximum hygroscopic heat generation rate and excellent hygroscopic heat generation properties as compared with the existing fiber materials. It can be seen that the modified fibroin fiber is excellent in hygroscopic heat generation. By producing a non-woven fabric using fibers containing modified fibroin, a non-woven fabric having functionality (moisture absorption and heat generation) can be obtained.
〔試験例6:改変フィブロイン繊維の製造及び保温性評価〕
4.0質量%になるようにLiClを溶解させたジメチルスルホキシド(DMSO)を溶媒として用意し、そこに改変フィブロインの凍結乾燥粉末を、濃度24質量%となるよう添加し、シェーカーを使用して3時間溶解させた。その後、不溶物と泡を取り除き、改変フィブロイン溶液(紡糸原液)を得た。
[Test Example 6: Production of modified fibroin fiber and evaluation of heat retention]
Dimethyl sulfoxide (DMSO) in which LiCl was dissolved so as to be 4.0% by mass was prepared as a solvent, and lyophilized powder of modified fibroin was added thereto to a concentration of 24% by mass, and a shaker was used. It was dissolved for 3 hours. Then, the insoluble matter and bubbles were removed to obtain a modified fibroin solution (spinning stock solution).
調製した紡糸原液を60℃にて目開き5μmの金属フィルターで濾過し、次いで30mLのステンレスシリンジ内で静置し、脱泡させた後に、ニードル径0.2mmのソリッドノズルから100質量%メタノール凝固浴槽中へ吐出させた。吐出温度は60℃であった。凝固後、得られた原糸を巻き取り、自然乾燥させて改変フィブロイン繊維を得た。 The prepared spinning stock solution is filtered at 60 ° C. with a metal filter having an opening of 5 μm, then allowed to stand in a 30 mL stainless syringe to defoam, and then 100% by mass methanol solidified from a solid nozzle having a needle diameter of 0.2 mm. It was discharged into the bathtub. The discharge temperature was 60 ° C. After solidification, the obtained raw yarn was wound up and air-dried to obtain modified fibroin fibers.
比較のため、繊維として、市販されているウール繊維、シルク繊維、綿繊維、レーヨン繊維及びポリエステル繊維を用意した。 For comparison, commercially available wool fibers, silk fibers, cotton fibers, rayon fibers and polyester fibers were prepared as fibers.
各原料繊維を使用して、横編機を使用した横編みで評価用編地を製造した。繊維としてPRT966繊維を使用した評価用編地は、番手:30Nm、撚り本数:1、ゲージ数:18GG、目付け:90.1g/m2とした。繊維としてPRT799繊維を使用した評価用編地は、番手:30Nm、撚り本数:1、ゲージ数GG:16、目付け:111.0g/m2とした。その他の繊維を使用した評価用編地は、PRT966繊維及びPRT799繊維を使用した評価用編地とほぼ同一のカバーファクターとなるように太さ及びゲージ数を調整した。具体的には、以下のとおりである。
ウール 番手:30Nm、撚り本数:2、ゲージ数:14GG、目付け:242.6g/m2
シルク 番手:60Nm、撚り本数:2、ゲージ数:14GG、目付け:225.2g/m2
綿 番手:34Nm、撚り本数:2、ゲージ数:14GG、目付け:194.1g/m2
レーヨン 番手:38Nm、撚り本数:1、ゲージ数:14GG、目付け:181.8g/m2
ポリエステル 番手:60Nm、撚り本数:1、ゲージ数:14GG、目付け:184.7g/m2
Each raw material fiber was used to produce an evaluation knitted fabric by weft knitting using a flat knitting machine. The evaluation knitted fabric using PRT966 fiber as the fiber had a count of 30 Nm, a number of twists of 1, a gauge of 18 GG, and a basis weight of 90.1 g / m 2 . The evaluation knitted fabric using PRT799 fiber as the fiber had a count of 30 Nm, a number of twists of 1, a gauge number of GG: 16, and a basis weight of 111.0 g / m 2 . The thickness and the number of gauges of the evaluation knitted fabric using the other fibers were adjusted so as to have substantially the same coverage factor as the evaluation knitted fabric using the PRT966 fiber and the PRT799 fiber. Specifically, it is as follows.
Wool count: 30 Nm, number of twists: 2, number of gauges: 14 GG, basis weight: 242.6 g / m 2
Silk count: 60 Nm, number of twists: 2, number of gauges: 14 GG, basis weight: 225.2 g / m 2
Cotton count: 34 Nm, number of twists: 2, number of gauges: 14 GG, basis weight: 194.1 g / m 2
Rayon count: 38 Nm, number of twists: 1, number of gauges: 14 GG, basis weight: 181.8 g / m 2
Polyester count: 60 Nm, number of twists: 1, number of gauges: 14 GG, basis weight: 184.7 g / m 2
保温性は、カトーテック株式会社製のKES−F7サーモラボII試験機を使用し、ドライコンタクト法(皮膚と衣服が乾燥状態で直接触れた時を想定した方法)を用いて評価した。20cm×20cmに裁断した編地1枚を試験片(試料)とした。試験片を、一定温度(30℃)に設定した熱板にセットし、風洞内風速30cm/秒の条件で、試験片を介して放散された熱量(a)を求めた。試験片をセットしない状態で、上記同様の条件で放散された熱量(b)を求め、下記の式に従い保温率(%)を算出した。
保温率(%)=(1−a/b)×100
The heat retention was evaluated by using a KES-F7 Thermolab II tester manufactured by Kato Tech Co., Ltd. and using a dry contact method (a method assuming direct contact between the skin and clothes in a dry state). One knitted fabric cut into 20 cm × 20 cm was used as a test piece (sample). The test piece was set on a hot plate set at a constant temperature (30 ° C.), and the amount of heat (a) dissipated through the test piece was determined under the condition of a wind speed of 30 cm / sec in the wind tunnel. The amount of heat (b) dissipated under the same conditions as described above was determined without setting the test piece, and the heat retention rate (%) was calculated according to the following formula.
Heat retention rate (%) = (1-a / b) x 100
測定結果から、下記式Bに従って、保温性指数を求めた。
式B:保温性指数=保温率(%)/試料の目付け(g/m2)
From the measurement result, the heat retention index was obtained according to the following formula B.
Formula B: Heat retention index = heat retention rate (%) / sample basis weight (g / m 2 )
保温性指数の算出結果を表10に示す。保温性指数が高いほど、保温性に優れる材料と評価することができる。 The calculation results of the heat retention index are shown in Table 10. The higher the heat retention index, the more excellent the heat retention material can be evaluated.
表10に示すとおり、改変フィブロイン(PRT966及びPRT799)繊維は、既存の繊維材料と比べて、保温性指数が高く、保温性に優れていた。改変フィブロイン繊維は、保温性に優れていることが分かる。改変フィブロインを含む繊維を使用して不織布を製造することで、機能性(保温性)を有する不織布を得ることができる。 As shown in Table 10, the modified fibroin (PRT966 and PRT799) fibers had a high heat retention index and excellent heat retention as compared with the existing fiber materials. It can be seen that the modified fibroin fiber has excellent heat retention. By producing a non-woven fabric using fibers containing modified fibroin, a non-woven fabric having functionality (heat retention) can be obtained.
〔試験例7:合成皮革の製造〕
表11に示す不織布及び含浸液を用い、不織布と高分子物質の基材層のみからなる合成皮革1−1〜1−4を下記のようにして製造した。また、基材層の表面に接着剤層を介して表皮層を積層してなる合成皮革1−5を下記のようにして製造した。それらの製造方法の詳細を以下に示す。なお、表11中、不織布1(改変フィブロイン不織布)は、下記のようにして、PRT966を用いて紡糸して得た繊維から製造した不織布である。不織布2(PET不織布)は、市販のポリエチレンテレフタレート繊維を用いて、不織布1と同様な方法で製造した不織布である。また、含浸液1(改変フィブロイン含浸液)及び含浸液2(ポリウレタン(PU)含浸液)の組成は、以下のとおりである。
・含浸液1(改変フィブロイン含浸液):5質量%PRT799を含み、溶媒はエタノール/水(3/7(w/w))の混合溶媒。
・含浸液2(ポリウレタン(PU)含浸液):PU樹脂(終濃度:5質量%)を含み、溶媒はMP−865PS(DIC社製)/DMF(1/5(w/w)の混合溶媒。
[Test Example 7: Production of synthetic leather]
Using the non-woven fabric and the impregnating liquid shown in Table 11, synthetic leather 1-1 to 1-4 composed of only the non-woven fabric and the base material layer of the polymer substance was produced as follows. In addition, synthetic leather 1-5 formed by laminating a skin layer on the surface of a base material layer via an adhesive layer was produced as follows. Details of these manufacturing methods are shown below. In Table 11, the non-woven fabric 1 (modified fibroin non-woven fabric) is a non-woven fabric produced from fibers obtained by spinning with PRT966 as described below. The non-woven fabric 2 (PET non-woven fabric) is a non-woven fabric produced by the same method as the non-woven fabric 1 using commercially available polyethylene terephthalate fibers. The composition of the impregnating solution 1 (modified fibroin impregnating solution) and the impregnating solution 2 (polyurethane (PU) impregnating solution) is as follows.
Impregnated solution 1 (modified fibroin impregnated solution): Contains 5% by mass PRT799, and the solvent is a mixed solvent of ethanol / water (3/7 (w / w)).
Impregnation liquid 2 (polyurethane (PU) impregnation liquid): contains PU resin (final concentration: 5% by mass), and the solvent is a mixed solvent of MP-865PS (manufactured by DIC Corporation) / DMF (1/5 (w / w)). ..
<合成皮革1−1の製造>
(不織布1の製造)
改変フィブロイン(PRT966)の凍結乾燥粉末を、ギ酸に濃度28質量%となるよう添加し、シェーカーを使用して3時間溶解させた。その後、不溶物と泡を取り除き、改変フィブロイン溶液(紡糸原液)を得た。得られた改変クモ糸フィブロイン溶液をドープ液(紡糸原液)とし、公知の乾湿式紡糸装置を用いた乾湿式紡糸によって改変クモ糸フィブロイン繊維を製造した。次いで、得られた改変フィブロイン繊維を50mmの短繊維となるように切断した後、公知のカード処理によりシート(ウェブ)を得た。その後、得られたシートを公知のニードルパンチ機でパンチして、改変フィブロイン繊維からなる、不織布1を製造した。なお、不織布1の目付(繊維密度)は100〜200g/m2であった。また、乾湿式紡糸の条件は以下のとおりである。
凝固浴温度:2〜15℃
総延伸倍率:1〜4倍
乾燥温度:100℃
<Manufacturing of synthetic leather 1-1>
(Manufacturing of non-woven fabric 1)
A lyophilized powder of modified fibroin (PRT966) was added to formic acid to a concentration of 28% by weight and dissolved using a shaker for 3 hours. Then, the insoluble matter and bubbles were removed to obtain a modified fibroin solution (spinning stock solution). The obtained modified spider silk fibroin solution was used as a dope solution (spinning stock solution), and modified spider silk fibroin fibers were produced by dry-wet spinning using a known dry-wet spinning apparatus. Next, the obtained modified fibroin fiber was cut into short fibers of 50 mm, and then a sheet (web) was obtained by a known card treatment. Then, the obtained sheet was punched with a known needle punching machine to produce a nonwoven fabric 1 made of modified fibroin fibers. The basis weight (fiber density) of the non-woven fabric 1 was 100 to 200 g / m 2 . The conditions for dry-wet spinning are as follows.
Coagulation bath temperature: 2 to 15 ° C
Total draw ratio: 1 to 4 times Drying temperature: 100 ° C
(合成皮革1−1の製造)
上記のようにして得た不織布1に前記した含浸液1をピックアップ率が400%になるように含浸させた。その後、含浸液1を含浸させた不織布1を水中に15分間浸漬し、含浸液1中から溶媒を離脱させて、含浸液1中の改変フィブロインを凝固させた。次いで、不織布1を水中から取り出した後、室温で乾燥させた。これにより、改変フィブロイン繊維不織布と、それに含浸して一体化した改変フィブロインからなる高分子物質とにて構成された(基材層のみからなる)合成皮革1−1を製造した。
(Manufacturing of synthetic leather 1-1)
The non-woven fabric 1 obtained as described above was impregnated with the above-mentioned impregnating liquid 1 so that the pickup rate was 400%. Then, the non-woven fabric 1 impregnated with the impregnating solution 1 was immersed in water for 15 minutes to remove the solvent from the impregnating solution 1 to solidify the modified fibroin in the impregnating solution 1. Next, the non-woven fabric 1 was taken out of water and then dried at room temperature. As a result, synthetic leather 1-1 (consisting only of the base material layer) composed of the modified fibroin fiber non-woven fabric and the polymer substance composed of the modified fibroin impregnated and integrated therein was produced.
<合成皮革1−2の製造>
(不織布2の製造)
市販のポリエチレンテレフタレート繊維を50mmの短繊維となるように切断した後、カード処理によりシートを得た。その後、ニードルパンチングを用いて、公知のニードルパンチ法により、ポリエチレンテレフタレート繊維からなる、目付100〜200g/m2の不織布2を製造した。
<Manufacturing of synthetic leather 1-2>
(Manufacturing of non-woven fabric 2)
A commercially available polyethylene terephthalate fiber was cut into short fibers of 50 mm, and then a sheet was obtained by card treatment. Then, using needle punching, a non-woven fabric 2 having a basis weight of 100 to 200 g / m 2 made of polyethylene terephthalate fiber was produced by a known needle punching method.
(合成皮革1−2の製造)
上記のようにして得た不織布2に前記した含浸液1をピックアップ率が400%になるように含浸させた。その後、合成皮革1−1の製造時と同様にして、不織布2に含浸した含浸液1中の改変フィブロインを凝固させた後、乾燥させた。これにより、ポリエチレンテレフタレート繊維不織布と、それに含浸して一体化した改変フィブロインからなる高分子物質とにて構成された(基材層のみからなる)合成皮革1−2を製造した。
(Manufacturing of synthetic leather 1-2)
The non-woven fabric 2 obtained as described above was impregnated with the above-mentioned impregnating liquid 1 so that the pickup rate was 400%. Then, the modified fibroin in the impregnating liquid 1 impregnated in the nonwoven fabric 2 was coagulated and then dried in the same manner as in the production of the synthetic leather 1-1. As a result, a synthetic leather 1-2 composed of a polyethylene terephthalate fiber non-woven fabric and a polymer substance made of modified fibroin impregnated therein and integrated (consisting only of a base material layer) was produced.
<合成皮革1−3の製造>
(不織布1の製造)
合成皮革1−1の製造時と同様にして、不織布1を製造した。
<Manufacturing of synthetic leather 1-3>
(Manufacturing of non-woven fabric 1)
Nonwoven fabric 1 was produced in the same manner as in the production of synthetic leather 1-1.
(合成皮革1−3の製造)
上記のようにして得た不織布1に前記した含浸液2をピックアップ率が400%になるように含浸させた。その後、含浸液2を含浸させた不織布1を15質量%のN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)水溶液中に5分間浸漬し、含浸液2中から溶媒を離脱させて、含浸液2中のポリウレタン樹脂を凝固(固化)させた。次いで、不織布2をDMF水溶液中から取り出した後、室温で乾燥させた。これにより、改変フィブロイン繊維不織布と、それに含浸して一体化したポリウレタン樹脂からなる高分子物質とにて構成された(基材層のみからなる)合成皮革1−3を製造した。
(Manufacturing of synthetic leather 1-3)
The non-woven fabric 1 obtained as described above was impregnated with the above-mentioned impregnating liquid 2 so that the pickup rate was 400%. Then, the non-woven fabric 1 impregnated with the impregnating liquid 2 is immersed in a 15% by mass N, N-dimethylformamide (DMF) aqueous solution for 5 minutes to remove the solvent from the impregnating liquid 2, and the polyurethane in the impregnating liquid 2 is removed. The resin was solidified (solidified). Next, the non-woven fabric 2 was taken out from the aqueous DMF solution and then dried at room temperature. As a result, synthetic leather 1-3 (consisting only of the base material layer) composed of the modified fibroin fiber non-woven fabric and the polymer substance made of the polyurethane resin impregnated and integrated therein was produced.
<合成皮革1−4の製造>
(不織布2の製造)
合成皮革1−2の製造時と同様にして、不織布2を製造した。
<Manufacturing of synthetic leather 1-4>
(Manufacturing of non-woven fabric 2)
Nonwoven fabric 2 was produced in the same manner as in the production of synthetic leather 1-2.
(合成皮革1−4の製造)
上記のようにして得た不織布2を用い、合成皮革1−3の製造時と同様にして、不織布2に含浸液2を含浸させた後、含浸液2を凝固(固化)させ、更にそれを乾燥させた。これにより、ポリエチレンテレフタレート繊維不織布と、それに含浸して一体化したポリウレタン樹脂らなる高分子物質とにて構成された(基材層のみからなる)合成皮革1−4を製造した。
(Manufacturing of synthetic leather 1-4)
Using the non-woven fabric 2 obtained as described above, the non-woven fabric 2 is impregnated with the impregnating liquid 2 in the same manner as in the production of synthetic leather 1-3, and then the impregnating liquid 2 is solidified (solidified) and further solidified. It was dried. As a result, synthetic leather 1-4 (consisting only of the base material layer) composed of a polyethylene terephthalate fiber non-woven fabric and a polymer substance such as a polyurethane resin impregnated and integrated therein was produced.
かくして得られた、不織布と高分子物質の少なくとも何れか一方が改変フィブロインからなる合成皮革1−1、1−2、1−3と、不織布と高分子物質の何れもがポリウレタン樹脂からなる合成皮革1−4とについて、それぞれ外観を観察したところ、前者の合成皮革が、後者の合成皮革と同様な外観を呈していることが確認された。 Synthetic leather 1-1, 1-2, 1-3 in which at least one of the non-woven fabric and the polymer substance thus obtained is modified fibroin, and synthetic leather in which both the non-woven fabric and the polymer substance are made of polyurethane resin. When the appearances of 1-4 were observed, it was confirmed that the former synthetic leather had the same appearance as the latter synthetic leather.
<合成皮革1−5製造>
(基材層の製造)
先ず、上記と同様にして合成皮革1−1を製造し、これを基材層として用いた。
<Manufacturing synthetic leather 1-5>
(Manufacturing of base material layer)
First, synthetic leather 1-1 was produced in the same manner as described above, and this was used as a base material layer.
(表皮層用樹脂の調製)
改変フィブロイン(PRT799)の凍結乾燥粉末を、ギ酸に濃度20質量%となるよう添加し、シェーカーを使用して40℃で1時間以上溶解させて、改変フィブロイン溶液を得た。その後、改変フィブロイン溶液に顔料を5質量%となるように添加した後、不溶物と泡を取り除いた。これにより、顔料を含む改変フィブロイン溶液からなる表皮層用樹脂を調製した。
(Preparation of resin for epidermis layer)
A lyophilized powder of modified fibroin (PRT799) was added to formic acid to a concentration of 20% by mass and dissolved at 40 ° C. for 1 hour or longer using a shaker to obtain a modified fibroin solution. Then, the pigment was added to the modified fibroin solution in an amount of 5% by mass, and then insoluble matter and bubbles were removed. As a result, a resin for the epidermis layer composed of a modified fibroin solution containing a pigment was prepared.
(合成皮革1−5の製造)
上記のようにして得た表皮材層用樹脂を、鉄板上に貼り付けた離型紙の上に0.5mmの厚みとなるようにコーティングした後、90℃で10分間乾燥させて、表皮材層用樹脂を不完全に固化させた。その後、表皮層用樹脂を、鉄板に張り付けられた離型紙と共に、上記のようにして得た基材層に積層し、90℃で1分間加熱した。これにより、表皮層用樹脂を完全に固化させる一方、基材層に接着した。その後、鉄板と離型紙を表皮層用樹脂から剥がした。かくして、表皮層が、基材層の表面に接着されてなる、目的とする合成皮革1−5を製造した。その写真を図13に示した。なお、鉄板は、表皮層の表面平滑性を高めるために使用した。
(Manufacturing of synthetic leather 1-5)
The resin for the skin material layer obtained as described above is coated on a release paper pasted on an iron plate to a thickness of 0.5 mm, and then dried at 90 ° C. for 10 minutes to obtain a skin material layer. The resin for use was incompletely solidified. Then, the resin for the epidermis layer was laminated on the base material layer obtained as described above together with the paper pattern attached to the iron plate, and heated at 90 ° C. for 1 minute. As a result, the resin for the epidermis layer was completely solidified and adhered to the base material layer. Then, the iron plate and the paper pattern were peeled off from the resin for the skin layer. Thus, the desired synthetic leather 1-5 was produced in which the epidermis layer was adhered to the surface of the base material layer. The photograph is shown in FIG. The iron plate was used to improve the surface smoothness of the epidermis layer.
1…不織布、2…高分子物質、3…基材層、4…接着剤層、5…表皮層、10,20…合成皮革、31…マイクロシリンジ、32…ドープ液、33…金属製口金ノズル、35…電源、36…繊維状物、38…金属製ネット、39…不織布、81…不織布、82…含浸槽、83…凝固槽、84…湯洗槽、85…乾燥機、86…合成皮革、91…離型紙、92…表皮層樹脂(高分子)、93…乾燥機、94…接着剤層樹脂、95…熱プレスロール、96…基材層、97…合成皮革、100…エレクトロスピニング装置、800,900…合成皮革の製造装置。 1 ... Nonwoven fabric, 2 ... Polymer material, 3 ... Base material layer, 4 ... Adhesive layer, 5 ... Skin layer, 10, 20 ... Synthetic leather, 31 ... Microsyring, 32 ... Dope liquid, 33 ... Metal base nozzle , 35 ... power supply, 36 ... fibrous material, 38 ... metal net, 39 ... non-woven fabric, 81 ... non-woven fabric, 82 ... impregnation tank, 83 ... coagulation tank, 84 ... hot water washing tank, 85 ... dryer, 86 ... synthetic leather , 91 ... Release paper, 92 ... Skin layer resin (polymer), 93 ... Dryer, 94 ... Adhesive layer resin, 95 ... Heat press roll, 96 ... Base layer, 97 ... Synthetic leather, 100 ... Electro spinning device , 800,900 ... Synthetic leather manufacturing equipment.
Claims (12)
前記不織布及び前記高分子物質の少なくとも一方は機能性が付与されたものである、合成皮革。 It has a base material layer containing a non-woven fabric and a polymer substance,
Synthetic leather to which at least one of the non-woven fabric and the polymer substance is endowed with functionality.
前記タンパク質架橋体が、ポリペプチド骨格と、タンパク質と反応して結合を形成可能な第一の反応性基を2つ以上有する第一の反応剤の残基である第一の残基と、前記第一の反応性基と反応して結合を形成可能な第二の反応性基を1つ有する第二の反応剤の残基である第二の残基と、をそれぞれ複数有し、
前記第一の残基の少なくとも一つが、前記ポリペプチド骨格を架橋しており、
前記第一の残基の少なくとも一つが、一端でポリペプチド骨格と結合し、他端で前記第二の残基と結合している、請求項1〜4のいずれか一項に記載の合成皮革。 The non-woven fabric contains a protein crosslinked product and contains
The protein cross-linked product has a polypeptide skeleton, a first residue which is a residue of a first reactant having two or more first reactive groups capable of reacting with a protein to form a bond, and the above-mentioned Each has a plurality of second residues, which are residues of the second reactant having one second reactive group capable of reacting with the first reactive group to form a bond.
At least one of the first residues crosslinks the polypeptide backbone.
The synthetic leather according to any one of claims 1 to 4, wherein at least one of the first residues is bound to the polypeptide skeleton at one end and to the second residue at the other end. ..
前記タンパク質架橋体が、ポリペプチド骨格と、タンパク質と反応して結合を形成可能な第一の反応性基を2つ以上有する第一の反応剤の残基である第一の残基と、前記第一の反応性基と反応して結合を形成可能な第二の反応性基を1つ有する第二の反応剤の残基である第二の残基と、をそれぞれ複数有し、
前記第一の残基の少なくとも一つが、前記ポリペプチド骨格を架橋しており、
前記第一の残基の少なくとも一つが、一端でポリペプチド骨格と結合し、他端で前記第二の残基と結合している、請求項1〜9のいずれか一項に記載の合成皮革。 The polymer substance contains a protein crosslinked product and contains
The protein cross-linked product has a polypeptide skeleton, a first residue which is a residue of a first reactant having two or more first reactive groups capable of reacting with a protein to form a bond, and the above-mentioned Each has a plurality of second residues, which are residues of the second reactant having one second reactive group capable of reacting with the first reactive group to form a bond.
At least one of the first residues crosslinks the polypeptide backbone.
The synthetic leather according to any one of claims 1 to 9, wherein at least one of the first residues is bound to the polypeptide skeleton at one end and to the second residue at the other end. ..
前記不織布及び前記高分子物質の少なくとも一方は機能性が付与されたものである、合成皮革の製造方法。 A step of impregnating a non-woven fabric with an impregnating solution containing a polymer substance and coagulating the polymer substance to form a base material layer is provided.
A method for producing synthetic leather, wherein at least one of the non-woven fabric and the polymer substance is endowed with functionality.
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