JP2021063143A - Molded body and molded-body manufacturing method - Google Patents

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JP2021063143A JP2017251738A JP2017251738A JP2021063143A JP 2021063143 A JP2021063143 A JP 2021063143A JP 2017251738 A JP2017251738 A JP 2017251738A JP 2017251738 A JP2017251738 A JP 2017251738A JP 2021063143 A JP2021063143 A JP 2021063143A
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Kudasheva Alina
アリナ クダシェワ
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Abstract

To provide a biodegradable molding that sufficiently resists strength reduction due to ultraviolet degradation and a method of producing the same.SOLUTION: Provided are: a molded body of a composition containing polypeptide and carbon black; and a molded-body manufacturing method including a mixing step for mixing polypeptide and carbon black to obtain a composition and a molding step for molding the composition by heating and pressurizing the composition.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、モールド成形体及びモールド成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a molded product and a method for producing a molded product.

近年、環境保全意識の高まりから、石油由来プラスチックの代替としてバイオプラスチックが注目されている。例えば、特許文献1には、天然クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドをモールド成形したモールド成形体が、高い曲げ弾性率を有することが記載されている。 In recent years, bioplastics have been attracting attention as an alternative to petroleum-derived plastics due to growing awareness of environmental conservation. For example, Patent Document 1 describes that a molded product obtained by molding a polypeptide derived from a natural spider silk protein has a high flexural modulus.

国際公開第2017/047504号International Publication No. 2017/047504

石油由来プラスチックの代替品には、用途に応じた特性が求められる。例えば、屋外に長時間曝される用途に用いるバイオプラスチックには、耐候性が求められる。 Substitutes for petroleum-derived plastics are required to have characteristics according to their applications. For example, bioplastics used for long-term outdoor exposure are required to have weather resistance.

そこで本発明は、紫外線劣化による強度低下を十分に抑制できる生分解性の成形体及びその製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a biodegradable molded product capable of sufficiently suppressing a decrease in strength due to deterioration of ultraviolet rays and a method for producing the same.

本発明の一側面は、ポリペプチド及びカーボンブラックを含有する組成物のモールド成形体に関する。 One aspect of the present invention relates to a molded article of a composition containing a polypeptide and carbon black.

上記モールド成形体は、ポリペプチド及びカーボンブラックを含有する組成物をモールド成形したものであり、このような構成により、上記モールド成形体は、紫外線劣化が抑えられ、紫外線劣化に起因する強度低下(特に、曲げ強度の低下)が顕著に抑制される。このため、上記モールド成形体は、例えば屋外に長時間曝された場合でも、高い強度(特に、高い曲げ強度)を維持することができる。 The molded product is obtained by molding a composition containing a polypeptide and carbon black. With such a configuration, the molded product is suppressed from deterioration by ultraviolet rays, and the strength is reduced due to the deterioration by ultraviolet rays ( In particular, the decrease in bending strength) is remarkably suppressed. Therefore, the molded product can maintain high strength (particularly high bending strength) even when exposed to the outdoors for a long time, for example.

一態様において、上記ポリペプチドは、構造タンパク質であってよい。 In one embodiment, the polypeptide may be a structural protein.

上記態様において、上記構造タンパク質は、天然クモ糸タンパク質及び天然クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドからなる群より選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。 In the above embodiment, the structural protein may contain at least one selected from the group consisting of natural spider silk proteins and polypeptides derived from natural spider silk proteins.

本発明の他の一側面は、ポリペプチド及びカーボンブラックを含有する組成物のモールド成形体の製造方法に関する。この製造方法は、上記ポリペプチド及び上記カーボンブラックを混合して組成物を得る混合工程と、上記組成物を加熱及び加圧して成形する成形工程と、を含む。 Another aspect of the present invention relates to a method for producing a molded product of a composition containing a polypeptide and carbon black. This production method includes a mixing step of mixing the above-mentioned polypeptide and the above-mentioned carbon black to obtain a composition, and a molding step of molding the above-mentioned composition by heating and pressurizing.

上記製造方法によれば、紫外線劣化による強度低下を十分に抑制できる生分解性の成形体を、容易に得ることができる。 According to the above-mentioned production method, a biodegradable molded product capable of sufficiently suppressing a decrease in strength due to deterioration by ultraviolet rays can be easily obtained.

一態様において、上記ポリペプチドは構造タンパク質であってよい。 In one embodiment, the polypeptide may be a structural protein.

上記態様において、上記構造タンパク質は、天然クモ糸タンパク質及び天然クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドからなる群より選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。 In the above embodiment, the structural protein may contain at least one selected from the group consisting of natural spider silk proteins and polypeptides derived from natural spider silk proteins.

一態様において、上記混合工程は、ポリペプチド粉末及びカーボン粉末を混合する工程であってよく、このとき上記組成物は、上記ポリペプチド粉末及び上記カーボン粉末を含む混合粉末であってよい。 In one aspect, the mixing step may be a step of mixing the polypeptide powder and the carbon powder, and at this time, the composition may be a mixed powder containing the polypeptide powder and the carbon powder.

本発明によれば、紫外線劣化による強度低下を十分に抑制できる生分解性の成形体及びその製造方法が提供される。 According to the present invention, there is provided a biodegradable molded product capable of sufficiently suppressing a decrease in strength due to deterioration of ultraviolet rays, and a method for producing the same.

加圧成形機を示す模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the pressure molding machine. (a)は組成物導入前の加圧成形機を示す模式断面図であり、(b)は組成物導入直後の加圧成形機を示す模式断面図であり、(c)は組成物を加熱及び加圧している状態の加圧成形機を示す模式断面図である。(A) is a schematic cross-sectional view showing a pressure molding machine before introducing the composition, (b) is a schematic cross-sectional view showing a pressure molding machine immediately after introducing the composition, and (c) is a schematic cross-sectional view showing the composition by heating. It is a schematic cross-sectional view which shows the pressure molding machine in the state of being pressurized.

以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、図面は理解を容易にするため一部を誇張して描いており、寸法比率等は図面に記載のものに限定されるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the drawings are partially exaggerated for ease of understanding, and the dimensional ratios and the like are not limited to those described in the drawings.

本実施形態に係るモールド成形体は、ポリペプチド及びカーボンブラックを含有する組成物を鋳型(モールド)に導入し、成形加工すること等により得られるものである。 The molded product according to the present embodiment is obtained by introducing a composition containing a polypeptide and carbon black into a mold (mold) and molding the product.

ポリペプチドは、構造タンパク質であることが好ましい。構造タンパク質とは、生体構造を構築する役割を有するタンパク質であり、酵素、ホルモン、抗体等の機能タンパク質とは異なる。構造タンパク質としては、天然に存在するフィブロイン、コラーゲン、レシリン、エラスチン及びケラチン等の天然型構造タンパク質を挙げることができる。天然に存在するフィブロインとして、昆虫及びクモ類が産生するフィブロインが知られている。本実施形態において、構造タンパク質は、天然クモ糸タンパク質及び天然クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドからなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。 The polypeptide is preferably a structural protein. Structural proteins are proteins that have a role in constructing biological structures, and are different from functional proteins such as enzymes, hormones, and antibodies. Examples of the structural protein include naturally occurring structural proteins such as fibroin, collagen, resilin, elastin and keratin. As naturally occurring fibroin, fibroin produced by insects and arachnids is known. In the present embodiment, the structural protein preferably contains at least one selected from the group consisting of natural spider silk proteins and polypeptides derived from natural spider silk proteins.

昆虫が産生するフィブロインとしては、例えば、ボンビックス・モリ(Bombyx mori)、クワコ(Bombyx mandarina)、天蚕(Antheraea yamamai)、柞蚕(Anteraea pernyi)、楓蚕(Eriogyna pyretorum)、蓖蚕(Pilosamia Cynthia ricini)、樗蚕(Samia cynthia)、栗虫(Caligura japonica)、チュッサー蚕(Antheraea mylitta)、ムガ蚕(Antheraea assama)等のカイコが産生する絹タンパク質、スズメバチ(Vespa simillima xanthoptera)の幼虫が吐出するホーネットシルクタンパク質が挙げられる。 Examples of 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 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)、AAA27840.1(アミノ酸配列))が挙げられる。 More specific examples of fibroin produced by insects include, for example, silk moth fibroin L chain (GenBank accession number M76430 (base sequence), AAA27840.1 (amino acid sequence)).

クモには最大7種類の絹糸腺が存在し、それぞれ性質の異なるフィブロイン(スパイダーシルクタンパク質)を産生する。スパイダーシルクタンパク質は、その源泉の器官にしたがって、高い靭性を有する大瓶状スパイダータンパク質(major ampullate spider protein、MaSp)、高度な伸長力を有する小瓶状スパイダータンパク質(minor ampullate spider protein、MiSp)、並びに鞭状(flagelliform(Flag))、管状(tubuliform)、集合(aggregate)、ブドウ状(aciniform)及びナシ状(pyriform)の各スパイダーシルクタンパク質と命名されている。 There are up to 7 types of silk glands in spiders, each of which produces fibroin (spider silk protein) with different properties. Spider silk proteins are, according to their source organs, a large bottle of spider protein with high toughness (major amplifier spider protein, MaSp), a small bottle of spider protein with high extensibility (minor amplifier spider protein, MiSp), and a whip. It is named spider silk protein in the form (Flagelliform (Flag)), tubular (tubulariform), aggregate (aggregate), grape-like (aciniform) and pear-like (pyriform).

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

クモ類が産生するフィブロインのより具体的な例としては、例えば、fibroin−3(adf−3)[Araneus diadematus由来](GenBankアクセッション番号AAC47010(アミノ酸配列)、U47855(塩基配列))、fibroin−4(adf−4)[Araneus diadematus由来](GenBankアクセッション番号AAC47011(アミノ酸配列)、U47856(塩基配列))、dragline silk protein spidroin 1[Nephila clavipes由来](GenBankアクセッション番号AAC04504(アミノ酸配列)、U37520(塩基配列))、major angu11ate 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 anpullate spidroin 1[Euprosthenops australis由来](GenBankアクセッション番号CAJ00428(アミノ酸配列)、AJ973155(塩基配列))、及びmajor ampullate spidroin 2[Euprosthenops australis](GenBankアクセッション番号CAM32249.1(アミノ酸配列)、AM490169(塩基配列))、minor ampullate silk protein 1[Nephila clavipes](GenBankアクセッション番号AAC14589.1(アミノ酸配列))、minor ampullate silk protein 2[Nephila clavipes](GenBankアクセッション番号AAC14591.1(アミノ酸配列))、minor ampullate spidroin−like protein[Nephilengys cruentata](GenBankアクセッション番号ABR37278.1(アミノ酸配列)等が挙げられる。 More specific examples of fibroin produced by spiders include, for example, fibroin-3 (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 number AAC47011 (amino acid sequence), U47856 (nucleic acid sequence)), dragline silk protein spidroin 1 [derived from Nephila clavipes] (GenBank accession number A) U37520 (nucleic acid sequence)), major angu11ate spidroin 1 [derived from Latrodictus hesperus] (GenBank accession number ABR68856 (nucleic acid sequence), EF595246 (nucleic acid sequence)), dragline silk protein spiroin 2 (Amino acid sequence), AF441245 (Nucleotide sequence)), major operlate spidroin 1 [derived from Euprosthenops australis] (GenBank accession number CAJ00428 (nucleic acid sequence), AJ973155 (nucleic acid sequence)), and major amplifier Accession No. CAM3224.9.1 (Amino Acid Sequence), AM490169 (Nucleotide Sequence)), minor amplifier silk fibroin 1 [Nephila clavipes] (GenBank Accession No. AAC14589.1 (Nucleotide Sequence)), minor complete silk fibroin (GenBank Accession No. AAC14591.1 (Amino Acid Sequence)), minor amplify spidroin-like product [Nephilengies cruisentata] (GenBank Accession No. ABR) 3778.1 (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.

構造タンパク質は、上記天然型構造タンパク質に由来するポリペプチド、すなわち組換えポリペプチドであってもよい。例えば、組換えフィブロインは、いくつかの異種タンパク質生産系で産生されており、その製造方法として、トランスジェニック・ヤギ、トランスジェニック・カイコ、又は組換え植物若しくは哺乳類細胞が利用されている(Science,2002年,295巻,pp.472−476参照)。 The structural protein may be a polypeptide derived from the above-mentioned natural structural protein, that is, a recombinant polypeptide. For example, recombinant fibroin is produced in several heterologous protein production systems, and transgenic goats, transgenic silk moths, or transgenic plant or mammalian cells are used as methods for producing the recombinant fibroin (Science, Science, Inc.). 2002, 295, pp. 472-476).

組換えフィブロインは、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(A)モチーフをコードする配列の1又は複数を欠失させることにより得ることができる。また、例えば、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から1又は複数の(A)モチーフが欠失したことに相当するアミノ酸配列を設計し、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより得ることもできる。いずれの場合においても、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から(A)モチーフが欠失したことに相当する改変に加え、更に1又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び/又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変を行ってもよい。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。 Recombinant fibroin can be obtained, for example, by deleting one or more of the sequences encoding the (A) n motif from the cloned naturally occurring fibroin gene sequence. Further, for example, it is obtained by designing an amino acid sequence corresponding to the deletion of one or more (A) n motifs from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin, and chemically synthesizing a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence. You can also do it. 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. 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).

大吐糸管しおり糸タンパク質の組換えポリペプチドは、例えば、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含むタンパク質(ここで、式1中、(A)モチーフは4〜20アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示し、かつ(A)モチーフ中の全アミノ酸残基数に対するアラニン残基数が80%以上である。REPは10〜200アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示す。mは8〜300の整数を示す。複数存在する(A)モチーフは、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。複数存在する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。)として表すことができる。具体的には配列番号12で示されるアミノ酸配列を含むタンパク質をあげることができる。 The recombinant polypeptide of the large spitting tube bookmarking protein is, for example, a protein containing a domain sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m (here, (A) n in formula 1). The motif shows an amino acid sequence composed of 4 to 20 amino acid residues, and (A) the number of alanine residues is 80% or more of the total number of amino acid residues in the n motif. REP is 10 to 200 amino acid residues. Indicates an amino acid sequence composed of. M represents an integer of 8 to 300. Multiple existing (A) n motifs may be the same amino acid sequence or different amino acid sequences. Multiple REPs may be mutually present. It may be expressed as the same amino acid sequence or different amino acid sequences.). Specifically, a protein containing the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 can be mentioned.

コラーゲンの組換えポリペプチドとして、例えば、式2:[REP2]で表されるドメイン配列を含むタンパク質(ここで、式2中、oは5〜300の整数を示す。REP2は、Gly一X一Yから構成されるアミノ酸配列を示し、X及びYはGly以外の任意のアミノ酸残基を示す。複数存在するREP2は、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。)を挙げることができる。具体的には、配列番号13で示されるアミノ酸配列を含むタンパク質を挙げることができる。配列番号13で示されるアミノ酸配列は、NCBIデータベースから入手したヒトのコラーゲンタイプ4の部分的な配列(NCBIのGenbankのアクセッション番号:CAA56335.1、GI:3702452)のリピート部分及びモチーフに該当する301残基目から540残基目までのアミノ酸配列のN末端に配列番号5で示されるアミノ酸配列(タグ配列及びヒンジ配列)が付加されたものである。 As a recombinant polypeptide of collagen, for example, a protein containing a domain sequence represented by the formula 2: [REP2] o (where, in formula 2, o represents an integer of 5 to 300. REP2 is Gly-X. 1 Indicates an amino acid sequence composed of Y, where X and Y indicate arbitrary amino acid residues other than Gly. Multiple REP2s may have the same amino acid sequence or different amino acid sequences.) Can be done. Specifically, a protein containing the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 13 can be mentioned. The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 13 corresponds to the repeat portion and motif of a partial sequence of human collagen type 4 (NCBI Genbank accession number: CAA5635.1, GI: 3702452) obtained from the NCBI database. The amino acid sequence (tag sequence and hinge sequence) shown in SEQ ID NO: 5 is added to the N-terminal of the amino acid sequence from the 301st residue to the 540th residue.

レシリンの組換えポリペプチドとして、例えば、式3:[REP3]で表されるドメイン配列を含むタンパク質(ここで、式3中、pは4〜300の整数を示す。REP3はSer一J一J一Tyr一Gly一U−Proから構成されるアミノ酸配列を示す。Jは任意のアミノ酸残基を示し、特にAsp、Ser及びThrからなる群から選ばれるアミノ酸残基であることが好ましい。Uは任意のアミノ酸残基を示し、特にPro、Ala、Thr及びSerからなる群から選ばれるアミノ酸残基であることが好ましい。複数存在するREP3は、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。)を挙げることができる。具体的には、配列番号14で示されるアミノ酸配列を含むタンパク質を挙げることができる。
配列番号14で示されるアミノ酸配列は、レシリン(NCBIのGenbankのアクセッション番号NP 611157、Gl:24654243)のアミノ酸配列において、87残基目のThrをSerに置換し、かつ95残基目のAsnをAspに置換した配列の19残基目から321残基目までのアミノ酸配列のN末端に配列番号17で示されるアミノ酸配列(タグ配列)が付加されたものである。
As a recombinant polypeptide of resilin, for example, a protein containing a domain sequence represented by the formula 3: [REP3] p (where, in formula 3, p represents an integer of 4 to 300. REP3 is Ser-J1. The amino acid sequence composed of J-Tyr-Gly-U-Pro is shown. J indicates an arbitrary amino acid residue, and it is particularly preferable that it is an amino acid residue selected from the group consisting of Asp, Ser and Thr. Indicates an arbitrary amino acid residue, and is particularly preferably an amino acid residue selected from the group consisting of Pro, Ala, Thr, and Ser. Multiple REP3s may have the same amino acid sequence or different amino acid sequences. Good.) Can be mentioned. Specifically, a protein containing the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 can be mentioned.
The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 replaces Thr at residue 87 with Ser and Asn at residue 95 in the amino acid sequence of recillin (NcBI Genbank accession number NP 61157, Gl: 24654243). The amino acid sequence (tag sequence) shown by SEQ ID NO: 17 is added to the N-terminal of the amino acid sequence from the 19th residue to the 321st residue of the sequence in which is replaced with Asp.

エラスチンの組換えポリペプチドとして、例えば、NCBIのGenbankのアクセッション番号AAC98395(ヒト)、I47076(ヒツジ)、NP786966(ウシ)等のアミノ酸配列を有するタンパク質を挙げることができる。具体的には、配列番号15で示されるアミノ酸配列を含むタンパク質を挙げることができる。配列番号15で示されるアミノ酸配列は、NCBIのGenbankのアクセッション番号AAC98395のアミノ酸配列の121残基目から390残基目までのアミノ酸配列のN末端に配列番号5で示されるアミノ酸配列(タグ配列及びヒンジ配列)が付加されたものである。 Examples of the recombinant polypeptide of elastin include proteins having amino acid sequences such as NCBI Genbank accession numbers AAC98395 (human), I47076 (sheep), and NP786966 (bovine). Specifically, a protein containing the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 15 can be mentioned. The amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 15 is the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 5 at the N-terminal of the amino acid sequence from the 121st residue to the 390th residue of the amino acid sequence of the accession number AAC98395 of Genbank of NCBI. And the hinge arrangement) are added.

ケラチンの組換えポリペプチドとして、例えば、カプラ・ヒルクス(Capra hircus)のタイプIケラチン等を挙げることができる。具体的には、配列番号16で示されるアミノ酸配列(NCBIのGenbankのアクセッション番号ACY30466のアミノ酸配列)を含むタンパク質を挙げることができる。 Examples of the recombinant polypeptide of keratin include Type I keratin of Capra hilcus. Specifically, a protein containing the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 16 (amino acid sequence of NCBI Genbank accession number ACY30466) can be mentioned.

組換えポリペプチドは、(i)配列番号2、配列番号4若しくは配列番号10で示されるアミノ酸配列、又は(ii)配列番号2、配列番号4若しくは配列番号10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、組換えフィブロインであってもよい。 The recombinant polypeptide is 90% or more of (i) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4 or SEQ ID NO: 10, or (ii) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4 or SEQ ID NO: 10. It may be a recombinant fibroin containing an amino acid sequence having the sequence identity of.

(i)配列番号2、配列番号4若しくは配列番号10で示されるアミノ酸配列を含む、組換えフィブロインについて説明する。配列番号2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1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)から、N末端側からC末端側に向かって2つおきに(A)モチーフを欠失させ、更にC末端配列の手前に[(A)モチーフ−REP]を1つ挿入したものである。配列番号4で示されるアミノ酸配列は、配列番号2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10で示されるアミノ酸配列は、配列番号4で示されるアミノ酸配列の各(A)モチーフのC末端側に2つのアラニン残基を挿入し、更に一部のグルタミン(Q)残基をセリン(S)残基に置換し、配列番号4の分子量とほぼ同じとなるようにN末端側の一部のアミノ酸を欠失させたものである。なお、配列番号3で示されるアミノ酸配列は、配列番号1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。 (I) Recombinant fibroin containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4 or SEQ ID NO: 10 will be described. The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 is from the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 (corresponding to naturally occurring fibroin) corresponding to naturally occurring fibroin to every other two from the N-terminal side to the C-terminal side (corresponding to naturally occurring fibroin) A) The n- motif is deleted, and one [(A) n- motif-REP] is inserted before the C-terminal sequence. The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 is obtained by substituting GQX for all GGX in the REP of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2. In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10, 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: 4, and a part of glutamine (Q) residue is further added. It is substituted with a serine (S) residue and a part of the amino acid on the N-terminal side is deleted so as to have substantially the same molecular weight as that of SEQ ID NO: 4. The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 is obtained by substituting GQX for all GGX in the REP of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1.

(ii)配列番号2、配列番号4若しくは配列番号10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、組換えフィブロインについて説明する。(ii)組換えフィブロインは、配列番号2、配列番号4又は配列番号10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。(ii)組換えフィブロインもまた、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 (Ii) A recombinant fibroin containing an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4 or SEQ ID NO: 10 will be described. (Ii) The recombinant fibroin contains an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4 or SEQ ID NO: 10. (Ii) Recombinant fibroin is also a protein containing a domain sequence represented by formula 1: [(A) n motif-REP] m. The sequence identity is preferably 95% or more.

上述の組換えフィブロインは、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、組換え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 recombinant fibroin described above 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 recombinant 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)による組換え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5で示されるアミノ酸配列(Hisタグ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. As a specific example of the affinity tag, a histidine tag (His tag) can be mentioned. The His tag is a short peptide in which about 4 to 10 histidine residues are lined up, and since it has the property of specifically binding to a metal ion such as nickel, it is a single recombinant fibroin obtained by metal chelating chromatography. It can be used separately. Specific examples of the tag sequence include the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 5 (amino acid sequence containing a His tag).

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組換え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 a peptide (epitope) exhibiting antigenicity 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, recombinant 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組換え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. Recombinant fibroin from which the tag sequence has been separated can also be recovered by treating the protein adsorbed via the tag sequence with a protease.

タグ配列を含む組換えフィブロインのより具体的な例として、(iii)配列番号7、配列番号9若しくは配列番号11で示されるアミノ酸配列、又は(iv)配列番号7、配列番号9若しくは配列番号11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、組換えフィブロインを挙げることができる。 As a more specific example of the recombinant fibroin containing the tag sequence, (iii) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 11 or (iv) SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 11 Examples thereof include recombinant fibroin containing an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by.

組換えポリペプチドは、(iii)配列番号7、配列番号9又は配列番号11で示されるアミノ酸配列、又は(iv)配列番号7、配列番号9又は配列番号11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、組換えフィブロインであってもよい。 The recombinant polypeptide is 90% or more of the amino acid sequence set forth in (iii) SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 11 or the amino acid sequence set forth in (iv) SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 11. It may be a recombinant fibroin containing an amino acid sequence having the sequence identity of.

配列番号6、7、8、9及び11で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号1、2、3、4及び10で示されるアミノ酸配列のN末端に配列番号5で示されるアミノ酸配列(Hisタグを含む)を付加したものである。(iv)組換えフィブロインもまた、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 The amino acid sequences shown by SEQ ID NOs: 6, 7, 8, 9 and 11 are the amino acid sequences shown by SEQ ID NO: 5 (His tag) at the N-terminal of the amino acid sequences shown by SEQ ID NOs: 1, 2, 3, 4 and 10, respectively. ) Is added. (Iv) Recombinant fibroin is also a protein containing a domain sequence represented by formula 1: [(A) n motif-REP] m. The sequence identity is preferably 95% or more.

構造タンパク質は、組換えポリペプチドを含むことが好ましい。構造タンパク質として組換えポリペプチドを含むことにより、得られるモールド成形体の曲げ弾性率、曲げ強度及び硬度を所望の数値に調整することが可能である。 The structural protein preferably contains a recombinant polypeptide. By including the recombinant polypeptide as the structural protein, it is possible to adjust the flexural modulus, bending strength and hardness of the obtained molded product to desired values.

[構造タンパク質を発現する組換え細胞]
組換えポリペプチドの製造方法について、以下に詳述する。目的とする組換えポリペプチドは、例えば、構造タンパク質をコードする遺伝子配列と、当該遺伝子配列に作動可能に連結された1又は複数の調節配列とを有する発現ベクターで形質転換された宿主により、当該遺伝子を発現させることにより生産することができる。
[Recombinant cells expressing structural proteins]
The method for producing the recombinant polypeptide will be described in detail below. The recombinant polypeptide of interest is prepared, for example, by a host transformed with an expression vector having a gene sequence encoding a structural protein and one or more regulatory sequences operably linked to the gene sequence. It can be produced by expressing a gene.

目的とする組換えポリペプチドをコードする遺伝子の製造方法は特に制限されない。例えば、天然の構造タンパク質をコードする遺伝子を利用して、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)などで増幅しクローニングする方法、又は、化学的な合成によって、遺伝子を製造することができる。遺伝子の化学的な合成方法も特に制限されず、例えば、NCBIのウェブデータベースなどより入手した構造タンパク質のアミノ酸配列情報をもとに、AKTA oligopilot plus 10/100(GEヘルスケア・ジャパン株式会社)などで自動合成したオリゴヌクレオチドをPCRなどで連結する方法によって遺伝子を化学的に合成することができる。この際に、タンパク質の精製や確認を容易にするため、上記のアミノ酸配列のN末端に開始コドン及びHis10タグからなるアミノ酸配列を付加したポリペプチドをコードする遺伝子を合成してもよい。 The method for producing the gene encoding the recombinant polypeptide of interest is not particularly limited. For example, a gene encoding a natural structural protein can be used to amplify and clone it by a polymerase chain reaction (PCR) or the like, or the gene can be produced by chemical synthesis. The chemical synthesis method of the gene is also not particularly limited. For example, based on the amino acid sequence information of the structural protein obtained from the NCBI web database, etc., AKTA oligonucleotide plus 10/100 (GE Healthcare Japan Co., Ltd.), etc. The gene can be chemically synthesized by a method of linking the oligonucleotides automatically synthesized in (1) by PCR or the like. At this time, in order to facilitate purification and confirmation of the protein, a gene encoding a polypeptide having an amino acid sequence consisting of a start codon and a His10 tag added to the N-terminal of the above amino acid sequence may be synthesized.

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

発現ベクターの種類は、プラスミドベクター、ウイルスベクター、コスミドベクター、フォスミドベクター、人工染色体ベクター等、宿主の種類に応じて適宜選択することができる。発現ベクターとしては、宿主細胞において自立複製が可能、又は宿主の染色体中への組込みが可能で、目的とする組換えポリペプチドをコードする遺伝子を転写できる位置にプロモーターを含有しているものが好適に用いられる。 The type of expression vector can be appropriately selected depending on the type of host, such as a plasmid vector, a viral vector, a cosmid vector, a phosmid vector, and an artificial chromosome vector. The expression vector preferably contains a promoter at a position capable of autonomous replication in the host cell, integration into the host chromosome, and transcription of the gene encoding the recombinant polypeptide of interest. Used for.

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

原核生物の好ましい例として、エシェリヒア属、ブレビバチルス属、セラチア属、バチルス属、ミクロバクテリウム属、ブレビバクテリウム属、コリネバクテリウム属及びシュードモナス属等に属する細菌を挙げることができる。 Preferred examples of prokaryotes include bacteria belonging to the genus Escherichia, Brevibacillus, Serratia, Bacillus, Microbacterium, Brevibacterium, Corynebacterium, Pseudomonas and the like.

目的とする組換えポリペプチドをコードする遺伝子を導入するベクターとしては、例えば、pBTrp2(ベーリンガーマンハイム社製)、pGEX(Pharmacia社製)、pUC18、pBluescriptII、pSupex、pET22b、pCold、pUB110、pNCO2(特開2002−238569号公報)等を挙げることができる。 Examples of the vector into which the gene encoding the recombinant polypeptide of interest is introduced include pBTrp2 (manufactured by Boehringer Mannheim), pGEX (manufactured by Pharmacia), pUC18, pBluescriptII, pSupex, pET22b, pCold, pUB110, and pNCO2 (specially manufactured). Kai 2002-238569) and the like can be mentioned.

真核生物の宿主としては、例えば、酵母及び糸状真菌(カビ等)を挙げることができる。 Eukaryotic hosts include, for example, yeast and filamentous fungi (molds, etc.).

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

ベクターとしては、例えば、YEP13(ATCC37115)、YEp24(ATCC37051)等を挙げることができる。 Examples of the vector include YEP13 (ATCC37115) and YEp24 (ATCC37051).

上記宿主細胞への発現ベクターの導入方法としては、上記宿主細胞へDNAを導入する方法であればいずれも用いることができる。例えば、カルシウムイオンを用いる方法〔Proc. Natl. Acad. Sci. USA,69,2110 (1972)〕、エレクトロポレーション法、スフェロプラスト法、プロトプラスト法、酢酸リチウム法、コンピテント法等を挙げることができる。 As a method for introducing an expression vector into the host cell, any method for introducing DNA into the host cell can be used. For example, a method using calcium ions [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 69, 2110 (1972)], electroporation method, spheroplast method, protoplast method, lithium acetate method, competent method and the like can be mentioned.

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

目的とする組換えポリペプチドは、例えば、本実施形態に係る発現ベクターで形質転換された宿主を培養培地中で培養し、培養培地中に当該タンパク質を生成蓄積させ、該培養培地から採取することにより製造することができる。本実施形態に係る宿主を培養培地中で培養する方法は、宿主の培養に通常用いられる方法に従って行うことができる。 The target recombinant polypeptide is, for example, obtained by culturing a host transformed with the expression vector according to the present embodiment in a culture medium, producing and accumulating the protein in the culture medium, and collecting the protein from the culture medium. Can be manufactured by. The method for culturing the host according to the present embodiment in the culture medium can be carried out according to the method usually used for culturing the host.

本実施形態に係る宿主が、大腸菌等の原核生物又は酵母等の真核生物である場合、本実施形態に係る宿主の培養培地として、該宿主が資化し得る炭素源、窒素源及び無機塩類等を含有し、該宿主の培養を効率的に行える培地であれば天然培地、合成培地のいずれを用いてもよい。 When the host according to this embodiment is a prokaryotic organism such as Escherichia coli or a eukaryotic organism such as yeast, a carbon source, a nitrogen source, an inorganic salt, etc. that can be assimilated by the host can be used as a culture medium for the host according to this embodiment. As long as the medium contains the above and can efficiently culture the host, either a natural medium or a synthetic medium may be used.

炭素源としては、上記形質転換微生物が資化し得るものであればよく、例えば、グルコース、フラクトース、スクロース、及びこれらを含有する糖蜜、デンプン及びデンプン加水分解物等の炭水化物、酢酸及びプロピオン酸等の有機酸、並びにエタノール及びプロパノール等のアルコール類を用いることができる。 The carbon source may be any assimilated by the transforming microorganisms, for example, glucose, fructose, sucrose, carbohydrates containing them such as molasses, starch and starch hydrolyzate, acetic acid and propionic acid. Organic acids and alcohols such as ethanol and propanol can be used.

窒素源としては、例えば、アンモニア、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、酢酸アンモニウム及びリン酸アンモニウム等の無機酸又は有機酸のアンモニウム塩、その他の含窒素化合物、並びにペプトン、肉エキス、酵母エキス、コーンスチープリカー、カゼイン加水分解物、大豆粕及び大豆粕加水分解物、各種発酵菌体及びその消化物を用いることができる。 Examples of the nitrogen source include ammonium salts of inorganic or organic acids such as ammonia, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium acetate and ammonium phosphate, other nitrogen-containing compounds, and peptone, meat extract, yeast extract and corn steep liquor. Casein hydrolyzate, soybean meal and soybean meal hydrolyzate, various fermented bacterial cells and digested products thereof can be used.

無機塩類としては、例えば、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸第一鉄、硫酸マンガン、硫酸銅及び炭酸カルシウムを用いることができる。 As the inorganic salts, for example, primary potassium phosphate, secondary potassium phosphate, magnesium phosphate, magnesium sulfate, sodium chloride, ferrous sulfate, manganese sulfate, copper sulfate and calcium carbonate can be used.

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

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

本実施形態に係る組換えポリペプチドは、タンパク質の単離精製に通常用いられている方法で単離及び精製することができる。例えば、当該組換えポリペプチドが、細胞内に溶解状態で発現した場合には、培養終了後、宿主細胞を遠心分離により回収し、水系緩衝液に懸濁した後、超音波破砕機、フレンチプレス、マントンガウリンホモゲナイザー及びダイノミル等により宿主細胞を破砕し、無細胞抽出液を得る。該無細胞抽出液を遠心分離することにより得られる上清から、タンパク質の単離精製に通常用いられている方法、すなわち、溶媒抽出法、硫酸アンモニウム等による塩析法、脱塩法、有機溶媒による沈殿法、ジエチルアミノエチル(DEAE)−セファロース、DIAION HPA−75(三菱化成社製)等のレジンを用いた陰イオン交換クロマトグラフィー法、S−Sepharose FF(Pharmacia社製)等のレジンを用いた陽イオン交換クロマトグラフィー法、ブチルセファロース、フェニルセファロース等のレジンを用いた疎水性クロマトグラフィー法、分子篩を用いたゲルろ過法、アフィニティークロマトグラフィー法、クロマトフォーカシング法、等電点電気泳動等の電気泳動法等の方法を単独又は組み合わせて使用し、精製標品を得ることができる。 The recombinant polypeptide according to this embodiment can be isolated and purified by a method usually used for isolating and purifying a protein. For example, when the recombinant polypeptide is expressed in a lysed state in cells, after the culture is completed, the host cells are collected by centrifugation, suspended in an aqueous buffer solution, and then an ultrasonic crusher or a French press. , Mantongaulin homogenizer, dynomil and the like to disrupt host cells to obtain a cell-free extract. From the supernatant obtained by centrifugation of the cell-free extract, a method usually used for isolating and purifying a protein, that is, a solvent extraction method, a salting out method using ammonium sulfate or the like, a desalting method, or an organic solvent is used. Precipitation method, anion exchange chromatography method using a resin such as diethylaminoethyl (DEAE) -Sepharose, DIAION HPA-75 (manufactured by Mitsubishi Kasei), positive using a resin such as S-Sepharose FF (manufactured by Pharmacia). Ion exchange chromatography method, hydrophobic chromatography method using resins such as butyl Sepharose and phenyl Sepharose, gel filtration method using molecular sieve, affinity chromatography method, chromatofocusing method, electrophoresis method such as isoelectric point electrophoresis Purified preparations can be obtained by using the above methods alone or in combination.

また、組換えポリペプチドが細胞内に不溶体を形成して発現した場合は、同様に宿主細胞を回収後、破砕し、遠心分離を行うことにより、沈殿画分として組換えポリペプチドの不溶体を回収する。回収した組換えポリペプチドの不溶体は蛋白質変性剤で可溶化することができる。該操作の後、上記と同様の単離精製法により組換えポリペプチドの精製標品を得ることができる。 When the recombinant polypeptide is expressed by forming an insoluble matter in the cell, the host cell is similarly recovered, crushed, and centrifuged to obtain an insoluble matter of the recombinant polypeptide as a precipitate fraction. To collect. The insoluble form of the recovered recombinant polypeptide can be solubilized with a protein denaturing agent. After the operation, a purified preparation of the recombinant polypeptide can be obtained by the same isolation and purification method as described above.

組換えポリペプチドが細胞外に分泌された場合には、培養上清から組換えポリペプチドを回収することができる。すなわち、培養物を遠心分離等の手法により処理することにより培養上清を取得し、該培養上清から、上記と同様の単離精製法を用いることにより、精製標品を得ることができる。 When the recombinant polypeptide is secreted extracellularly, the recombinant polypeptide can be recovered from the culture supernatant. That is, a purified sample can be obtained by treating the culture by a method such as centrifugation to obtain a culture supernatant, and using the same isolation and purification method as described above from the culture supernatant.

本実施形態において、組成物に配合されるポリペプチドの形状は特に限定されず、例えば、粉末状(凍結乾燥粉末等)又は繊維状(紡糸状等)の形状を有していてよい。本実施形態に係るモールド成形体は、上記のような形状のポリペプチドを含む組成物の融着体であり得る。 In the present embodiment, the shape of the polypeptide blended in the composition is not particularly limited, and may have, for example, a powdery (lyophilized powder or the like) or a fibrous (spun or the like) shape. The molded product according to the present embodiment can be a fused product of a composition containing a polypeptide having the above-mentioned shape.

好適な一態様において、組成物に配合されるポリペプチドは粉末状(ポリペプチド粉末)であってよい。ポリペプチド粉末の平均粒径dは、例えば0.1μm以上であってよく、好ましくは1μm以上である。また、ポリペプチド粉末の平均粒径dは、例えば200μm以下であってよく、好ましくは100μm以下である。なお、本明細書中、ポリペプチド粉末の平均粒径dは、粒子径分布測定装置で測定される値を示す。 In a preferred embodiment, the polypeptide blended in the composition may be in powder form (polypeptide powder). The average particle size d 1 of the polypeptide powder may be, for example, 0.1 μm or more, preferably 1 μm or more. The average particle size d 1 of the polypeptide powder may be, for example, 200 μm or less, preferably 100 μm or less. In the present specification, the average particle size d 1 of the polypeptide powder indicates a value measured by a particle size distribution measuring device.

本実施形態において、カーボンブラックは特に限定されない。カーボンブラックとしては、例えば、親水性カーボンブラック、表面改質カーボンブラック等が挙げられる。また、塗料用又はインク用のカーボンブラックを用いることもできる。 In this embodiment, carbon black is not particularly limited. Examples of carbon black include hydrophilic carbon black and surface-modified carbon black. Further, carbon black for paint or ink can also be used.

好適な一態様において、組成物に配合されるカーボンブラックは粉末状(カーボンブラック粉末)であってよい。カーボンブラック粉末の平均粒径dは、例えば1nm以上であってよく、好ましくは10nm以上である。また、カーボンブラック粉末の平均粒径dは、例えば1000nm以下であってよく、好ましくは500nm以下である。なお、本明細書中、カーボンブラック粉末の平均粒径dは、電子顕微鏡で観察して求めた算術平均径を示す。 In a preferred embodiment, the carbon black blended in the composition may be in powder form (carbon black powder). The average particle size d 2 of the carbon black powder may be, for example, 1 nm or more, preferably 10 nm or more. The average particle size d 2 of the carbon black powder may be, for example, 1000 nm or less, preferably 500 nm or less. In the present specification, the average particle size d 2 of the carbon black powder indicates the arithmetic mean diameter obtained by observing with an electron microscope.

また、組成物に配合されるポリペプチド及びカーボンブラックはいずれも粉末状であってよい。すなわち、モールド成形体は、ポリペプチド粉末及びカーボンブラック粉末を含む混合粉末を鋳型に導入し、成形加工して得られたものであってよい。 In addition, the polypeptide and carbon black blended in the composition may both be in the form of powder. That is, the molded product may be obtained by introducing a mixed powder containing a polypeptide powder and a carbon black powder into a mold and molding it.

組成物に配合されるカーボンブラックの量は、ポリペプチド100質量部に対して、例えば0.05質量部以上であってよく、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.0質量部以上である。また、組成物に配合されるカーボンブラックの量は、ポリペプチド100質量部に対して、例えば20質量部以下であってよく、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下である。 The amount of carbon black blended in the composition may be, for example, 0.05 parts by mass or more, preferably 0.5 parts by mass or more, and more preferably 1.0 part by mass with respect to 100 parts by mass of the polypeptide. That is all. The amount of carbon black blended in the composition may be, for example, 20 parts by mass or less, preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polypeptide.

[モールド成形体の製造方法]
一実施形態に係るモールド成形体の製造方法は、ポリペプチド及びカーボンブラックを混合して組成物を得る混合工程と、組成物を鋳型(モールド)に導入し、成形加工する成形工程と、を含む。
[Manufacturing method of molded product]
The method for producing a molded article according to an embodiment includes a mixing step of mixing a polypeptide and carbon black to obtain a composition, and a molding step of introducing the composition into a mold and molding the composition. ..

混合工程は、ポリペプチドを含む組成物にカーボンブラックを添加する工程であってもよく、カーボンブラックを添加する組成物にポリペプチドを添加する工程であってもよく、ポリペプチド及びカーボンブラックを同時に添加して混合する工程であってもよい。 The mixing step may be a step of adding carbon black to the composition containing the polypeptide, or a step of adding the polypeptide to the composition to which the carbon black is added, and the polypeptide and the carbon black may be added at the same time. It may be a step of adding and mixing.

上記組成物は、ポリペプチド及びカーボンブラック以外の他の成分(例えば、可塑剤、着色剤、フィラー、合成樹脂等)を更に含んでいてもよい。これらの他の成分の含有量は、ポリペプチド100質量部に対して50質量部以下にすることが好ましい。 The composition may further contain components other than the polypeptide and carbon black (eg, plasticizers, colorants, fillers, synthetic resins, etc.). The content of these other components is preferably 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polypeptide.

混合工程で混合されるカーボンブラックの量は、ポリペプチド100質量部に対して、例えば0.05質量部以上であってよく、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.0質量部以上である。また、組成物に配合されるカーボンブラックの量は、ポリペプチド100質量部に対して、例えば20質量部以下であってよく、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下である。 The amount of carbon black mixed in the mixing step may be, for example, 0.05 parts by mass or more, preferably 0.5 parts by mass or more, and more preferably 1.0 part by mass with respect to 100 parts by mass of the polypeptide. That is all. The amount of carbon black blended in the composition may be, for example, 20 parts by mass or less, preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polypeptide.

混合工程で混合されるポリペプチドは、粉末状(凍結乾燥粉末等)又は繊維状(紡糸状等)の形状を有していてよく、モールド成形体は、そのような形状のポリペプチドを含む組成物の融着体であり得る。 The polypeptide mixed in the mixing step may have a powdery (lyophilized powder or the like) or fibrous (spun or the like) shape, and the molded product has a composition containing the polypeptide having such a shape. It can be a fusion of things.

好適な一態様において、混合工程は、ポリペプチド粉末及びカーボン粉末を混合する工程であってよい。このとき、混合工程で得られる組成物は、ポリペプチド粉末及びカーボン粉末を含む混合粉末であってよい。 In a preferred embodiment, the mixing step may be the step of mixing the polypeptide powder and the carbon powder. At this time, the composition obtained in the mixing step may be a mixed powder containing the polypeptide powder and the carbon powder.

成形工程は、混合工程で得られた組成物を鋳型(モールド)に導入し、成形加工する工程である。成形工程では、成形加工に際して、組成物を加熱及び/又は加圧してよく、加熱及び加圧することが好ましい。 The molding step is a step of introducing the composition obtained in the mixing step into a mold and molding the composition. In the molding step, the composition may be heated and / or pressurized during the molding process, and it is preferable to heat and pressurize.

成形工程では、例えば、加圧成形機を用いて成形することができる。図1は、モールド成形体を製造するために用いることのできる加圧成形機を示す模式断面図である。図1に示す加圧成形機10は、貫通孔が形成され加温可能な金型2と、金型2の貫通孔内で上下動が可能な上側ピン4及び下側ピン6とを備えるものである。金型2に、上側ピン4又は下側ピン6を挿入して生じる空隙に、上記組成物を導入して、金型2を加温しつつ、上側ピン4及び下側ピン6で当該組成物を圧縮することで、モールド成形体を得ることができる。 In the molding step, for example, molding can be performed using a pressure molding machine. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a pressure molding machine that can be used for manufacturing a molded product. The pressure molding machine 10 shown in FIG. 1 includes a mold 2 having a through hole formed and capable of heating, and an upper pin 4 and a lower pin 6 capable of moving up and down in the through hole of the mold 2. Is. The composition is introduced into the gap created by inserting the upper pin 4 or the lower pin 6 into the mold 2, and the composition is used by the upper pin 4 and the lower pin 6 while heating the mold 2. A molded product can be obtained by compressing.

図2は、モールド成形体を得る工程図を示すものであり、(a)は組成物の導入前、(b)は組成物の導入直後、(c)は組成物を加熱及び加圧している状態の加圧成形機を示す模式断面図である。図2(a)に示すように、金型2の貫通孔に下側ピン6のみを挿入した状態で貫通孔内に組成物を導入する。続いて図2(b)に示すように、金型2の貫通孔に上側ピン4を挿入して下降させ、金型2の加熱を開始して、加熱加圧前の組成物8aを貫通孔内で加熱加圧する。あらかじめ定めた加圧力に至るまで上側ピン4を下降させ、図2(c)に示す状態で組成物が所定の温度に達するまで、加熱及び加圧を継続して、加熱加圧後の組成物8bを得る。その後、冷却器(例えばスポットクーラー)を用いて金型2の温度を下降させ、組成物8bが所定の温度になったところで、上側ピン4又は下側ピン6を金型2から抜き取り、内容物を取り出す。加圧に関しては、下側ピン6を固定した状態で上側ピン4を下降させて実施してもよいが、上側ピン4の下降と下側ピン6の上昇の両方を実施してもよい。 FIG. 2 shows a process diagram for obtaining a molded product, in which (a) is before the introduction of the composition, (b) is immediately after the introduction of the composition, and (c) is heating and pressurizing the composition. It is a schematic cross-sectional view which shows the pressure molding machine in a state. As shown in FIG. 2A, the composition is introduced into the through hole with only the lower pin 6 inserted into the through hole of the mold 2. Subsequently, as shown in FIG. 2B, the upper pin 4 is inserted into the through hole of the mold 2 and lowered, the heating of the mold 2 is started, and the composition 8a before heating and pressurizing is formed through the through hole. Heat and pressurize inside. The upper pin 4 is lowered until a predetermined pressing force is reached, and heating and pressurization are continued until the composition reaches a predetermined temperature in the state shown in FIG. 2C, and the composition after heating and pressurizing. Obtain 8b. Then, the temperature of the mold 2 is lowered by using a cooler (for example, a spot cooler), and when the composition 8b reaches a predetermined temperature, the upper pin 4 or the lower pin 6 is removed from the mold 2 and the contents are removed. Take out. Regarding the pressurization, the upper pin 4 may be lowered while the lower pin 6 is fixed, but both the lower pin 4 may be lowered and the lower pin 6 may be raised.

加熱は、金型の温度が80〜250℃で行うことが好ましく、100〜200℃がより好ましい。加圧は、20MPa以上の圧力で行うことが好ましい。 The heating is preferably performed at a mold temperature of 80 to 250 ° C, more preferably 100 to 200 ° C. The pressurization is preferably performed at a pressure of 20 MPa or more.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the Examples.

(1)構造タンパク質発現株の作製
ネフィラ・クラビペス(Nephila clavipes)由来のフィブロイン(GenBankアクセッション番号:P46804.1、GI:1174415)の塩基配列及びアミノ酸配列をGenBankのウェブデータベースより取得した後、生産性の向上を目的としてアミノ酸残基の置換、挿入及び欠失を施し、さらにN末端に配列番号5で示されるアミノ酸配列(タグ配列及びヒンジ配列)を付加して、配列番号12で示されるアミノ酸配列を有する組換えフィブロイン(以下、「PRT587」ともいう。)を設計した。
(1) Preparation of Structural Protein Expressing Strain The nucleotide sequence and amino acid sequence of fibroin (GenBank accession number: P4684.1, GI: 11744415) derived from Nephila clavipes are obtained from the GenBank web database and then produced. Amino acids shown in SEQ ID NO: 12 are substituted, inserted and deleted for the purpose of improving sex, and the amino acid sequence (tag sequence and hinge sequence) shown in SEQ ID NO: 5 is added to the N-terminal. A recombinant fibroin having a sequence (hereinafter, also referred to as “PRT587”) was designed.

次に、PRT587をコードする遺伝子を合成委託した。その結果、遺伝子の5’末端直上流にNdeIサイト、及び3’末端直下流にEcoRIサイトを付加した遺伝子を得た。当該遺伝子をクローニングベクター(pUC118)にクローニングした後、NdeI及びEcoRIで制限酵素処理し、タンパク質発現ベクターpET−22b(+)に組み換えた。 Next, the gene encoding PRT587 was outsourced for synthesis. As a result, a gene having an NdeI site immediately upstream of the 5'end and an EcoRI site immediately downstream of the 3'end was obtained. The gene was cloned into a cloning vector (pUC118), treated with restriction enzymes NdeI and EcoRI, and recombined into a protein expression vector pET-22b (+).

(2)タンパク質の発現
上記で得られたPRT587をコードする遺伝子を含むpET22b(+)発現ベクターで、大腸菌BLR(DE3)を形質転換した。形質転換された大腸菌を、アンピシリンを含む2mLのLB培地で15時間培養後、同培養液を、表1に示すシード培養用培地100mLに、OD600が0.005となるように添加した。培養液の温度を30℃に保ち、OD600が5になるまでフラスコにて、さらに約15時間培養を行い、シード培養液を得た。
(2) Expression of protein Escherichia coli BLR (DE3) was transformed with the pET22b (+) expression vector containing the gene encoding PRT587 obtained above. The transformed Escherichia coli was cultured in 2 mL of LB medium containing ampicillin for 15 hours, and then the same culture solution was added to 100 mL of the seed culture medium shown in Table 1 so that the OD 600 was 0.005. The temperature of the culture solution was kept at 30 ° C., and the cells were further cultured in a flask for about 15 hours until the OD 600 reached 5, to obtain a seed culture solution.

Figure 2021063143
Figure 2021063143

得られたシード培養液を、表2に示す生産培地500mL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。培養液の温度を37℃に保ち、pH6.9で一定になるように制御し、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て培養した。なお、消泡剤として、アデカノールLG−295S((株)ADEKA製)を使用した。 The obtained seed culture solution was added to a jar fermenter to which 500 mL of the production medium shown in Table 2 was added so that the OD 600 was 0.05. The temperature of the culture solution was maintained at 37 ° C., controlled to be constant at pH 6.9, and the culture was carried out so that the dissolved oxygen concentration in the culture solution was maintained at 20% of the dissolved oxygen saturation concentration. As the antifoaming agent, ADEKANOLG-295S (manufactured by ADEKA Corporation) was used.

Figure 2021063143
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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)水溶液を培養液に対して終濃度1mMになるよう添加し、目的のタンパク質を発現誘導させた。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タンパク質サイズのバンドの出現により、目的とするタンパク質の発現を確認した。 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, a 1 M aqueous solution of isopropyl-β-thiogalactopyranoside (IPTG) was added to the culture solution to a final concentration of 1 mM to induce the expression of the target protein. Twenty hours 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 target protein was confirmed by the appearance of a band of the target protein size depending on the addition of IPTG.

(3)構造タンパク質の精製
IPTGを添加してから2時間後に回収した菌体を20mM Tris−HCl緩衝液(pH7.4)で洗浄した。洗浄後の菌体を約1mMのフェニルメチルスルホニルフルオリド(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)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した。
(3) Purification of Structural Protein 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 phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF), and the cells were disrupted with a high-pressure homogenizer (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 agglutinated protein obtained after dialysis was recovered by centrifugation, water was removed by a lyophilizer, and the lyophilized powder was recovered.

<モールド成形体の作製>
(実施例1)
100質量部の上記凍結乾燥粉末に3質量部のカーボンブラック(三菱ケミカル社製:#650B)を加え、アトライターミルで1000rpm、25分間磨砕して、組成物(混合粉末)を得た。得られた組成物を、図1に示す加圧成形機10の金型2(金型2は、円柱形状の金型であり、断面が直径20mmの円形状の貫通孔を有する。)の貫通孔内に導入した。その後、金型2の加熱を開始するとともに、ホットプレス機を用いて、上側ピン4と下側ピン6を貫通孔内に挿入することで組成物の加熱を行った。この際、組成物の加圧条件が30MPaとなるように制御した。組成物の温度が190℃になったところで加熱を中止し、冷却した後に金型から内容物を取り出してモールド成形体を得た。
<Making a molded product>
(Example 1)
3 parts by mass of carbon black (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation: # 650B) was added to 100 parts by mass of the freeze-dried powder, and the mixture was ground with an attritor mill at 1000 rpm for 25 minutes to obtain a composition (mixed powder). The obtained composition is passed through the mold 2 of the pressure molding machine 10 shown in FIG. 1 (the mold 2 is a cylindrical mold and has a circular through hole having a cross section of 20 mm in diameter). It was introduced into the hole. After that, the heating of the die 2 was started, and the composition was heated by inserting the upper pin 4 and the lower pin 6 into the through hole using a hot press machine. At this time, the pressurizing condition of the composition was controlled to be 30 MPa. Heating was stopped when the temperature of the composition reached 190 ° C., and after cooling, the contents were taken out from the mold to obtain a molded product.

(比較例1)
カーボンブラックを配合しなかったこと以外は、実施例1と同様にしてモールド成形体を作製した。
(Comparative Example 1)
A molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that carbon black was not blended.

<評価>
実施例及び比較例のモールド成形体を、ISO4892−1に従い、温度50℃、湿度60%の雰囲気下で290〜490nmの光を60W/mで所定の時間(24〜96時間)照射した。照射後のモールド成形体について、オートグラフにて曲げ試験を行い、破断時の曲げ強度及び歪みを測定した。結果を表3及び表4に示す。
<Evaluation>
The molded bodies of Examples and Comparative Examples were irradiated with light of 290 to 490 nm at 60 W / m 2 for a predetermined time (24 to 96 hours) in an atmosphere of a temperature of 50 ° C. and a humidity of 60% according to ISO4892-1. The molded product after irradiation was subjected to a bending test by an autograph, and the bending strength and strain at the time of breaking were measured. The results are shown in Tables 3 and 4.

Figure 2021063143
Figure 2021063143

Figure 2021063143
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表3に示すとおり、実施例1のモールド成形体は、比較例1のモールド成形体と比較して、紫外線による劣化が抑制され、紫外線に長時間暴露された場合でも高い曲げ強度が維持されることが確認された。また、表4に示すとおり、実施例1のモールド成形体は、比較例1のモールド成形体と比較して、破断時の歪みが大きく、靱性に優れることが確認された。 As shown in Table 3, the molded product of Example 1 is suppressed from deterioration due to ultraviolet rays as compared with the molded product of Comparative Example 1, and high bending strength is maintained even when exposed to ultraviolet rays for a long time. It was confirmed that. Further, as shown in Table 4, it was confirmed that the molded product of Example 1 had a larger strain at break and was excellent in toughness as compared with the molded product of Comparative Example 1.

2…金型、4…上側ピン、6…下側ピン、8a…加熱加圧前の組成物、8b…加熱加圧後の組成物、10…加圧成形機。 2 ... Mold, 4 ... Upper pin, 6 ... Lower pin, 8a ... Composition before heating and pressurizing, 8b ... Composition after heating and pressurizing, 10 ... Pressurizing molding machine.

Claims (7)

ポリペプチド及びカーボンブラックを含有する組成物のモールド成形体。 A molded product of a composition containing a polypeptide and carbon black. 前記ポリペプチドが、構造タンパク質である、請求項1に記載のモールド成形体。 The molded article according to claim 1, wherein the polypeptide is a structural protein. 前記構造タンパク質が、天然クモ糸タンパク質及び天然クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドからなる群より選択される少なくとも1種を含む、請求項2に記載のモールド成形体。 The molded product according to claim 2, wherein the structural protein contains at least one selected from the group consisting of a natural spider silk protein and a polypeptide derived from the natural spider silk protein. ポリペプチド及びカーボンブラックを含有する組成物のモールド成形体の製造方法であって、
前記ポリペプチド及び前記カーボンブラックを混合して組成物を得る混合工程と、
前記組成物を加熱及び加圧して成形する成形工程と、
を含む、製造方法。
A method for producing a molded product of a composition containing a polypeptide and carbon black.
A mixing step of mixing the polypeptide and the carbon black to obtain a composition, and
A molding step of heating and pressurizing the composition, and
Manufacturing method, including.
前記ポリペプチドが構造タンパク質である、請求項4に記載の製造方法。 The production method according to claim 4, wherein the polypeptide is a structural protein. 前記構造タンパク質が、天然クモ糸タンパク質及び天然クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドからなる群より選択される少なくとも1種を含む、請求項5に記載の製造方法。 The production method according to claim 5, wherein the structural protein comprises at least one selected from the group consisting of a natural spider silk protein and a polypeptide derived from the natural spider silk protein. 前記混合工程が、ポリペプチド粉末及びカーボン粉末を混合する工程であり、
前記組成物が、前記ポリペプチド粉末及び前記カーボン粉末を含む混合粉末である、請求項4〜6のいずれか一項に記載の製造方法。
The mixing step is a step of mixing the polypeptide powder and the carbon powder.
The production method according to any one of claims 4 to 6, wherein the composition is a mixed powder containing the polypeptide powder and the carbon powder.
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