JP2021080572A - Fabrication method of oiling-agent-adhesion-protein crimped fiber - Google Patents

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Abstract

To provide a method of effectively fabricating an oiling-agent-adhesion-protein crimped fiber.SOLUTION: A fabrication method of an oiling-agent-adhesion-protein crimped fiber, according to the present invention includes a step of bringing a protein fiber into contact with an oiling-agent dispersion containing an aqueous solvent and an oiling agent dispersed in the aqueous solvent so that the oiling agent adheres to the protein fiber, and crimping the protein fiber, the protein fiber containing modified fibroin.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、油剤付着タンパク質捲縮繊維の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an oil-adhered protein crimped fiber.

タンパク質繊維は、合成繊維とは異なって、生分解性を有し、生産や加工のエネルギーが小さいこと等から、近年の環境保全意識の高まりに応じて、様々な分野への需要の増大が見込まれている。 Unlike synthetic fibers, protein fibers are biodegradable and have low production and processing energy. Therefore, demand for protein fibers is expected to increase in various fields in response to the growing awareness of environmental conservation in recent years. It has been.

天然のタンパク質繊維としては、シルク等の捲縮フィラメント、及び、ウール等の無捲縮ステープルなどが知られており、前者はしなやかな風合いを有し、また後者はソフト感や保温性を有する等、それぞれが独自の特性を備えている。 As natural protein fibers, crimp filaments such as silk and non-crimp staples such as wool are known. The former has a supple texture, and the latter has a soft feeling and heat retention. , Each has its own characteristics.

最近では、タンパク質繊維を加工して、より広い用途に適用する試みが為されている。例えば、特許文献1及び2には天然のタンパク質無捲縮繊維の一種であるシルクフィラメントを機械的に捲縮加工してシルク捲縮フィラメントを得る方法や、そのようなシルク捲縮フィラメントを所定の長さにカットしてシルク捲縮ステープルを製造する方法等が提案されている。捲縮されたタンパク質フィラメントやタンパク質ステープルは、例えば、前者が不織布の製造に、後者が不織布及び紡績糸の製造にそれぞれ用いられている。 Recently, attempts have been made to process protein fibers and apply them to a wider range of applications. For example, Patent Documents 1 and 2 describe a method of mechanically crimping a silk filament, which is a kind of natural protein-free crimping fiber, to obtain a silk crimping filament, and a predetermined method for obtaining such a silk crimping filament. A method of manufacturing silk crimped staples by cutting them to a length has been proposed. The crimped protein filaments and protein staples are used, for example, in the former for producing non-woven fabrics and the latter for producing non-woven fabrics and spun yarns.

ところで、一般に、紡績糸を得る際には、その工程での通過性を高めること等を目的として、捲縮ステープル等の原料繊維に、例えば、帯電性防止用、摩擦の軽減用、又は柔軟性付与用の油剤を付着させる処理が施される。また、不織布を得る際には、捲縮フィラメント等の原料繊維に対して、例えば撥水性等の機能性を付与するための油剤を付着させる処理が施される。 By the way, in general, when a spun yarn is obtained, for the purpose of improving the passability in the process, raw material fibers such as crimped staples are used, for example, for preventing chargeability, for reducing friction, or for flexibility. A treatment is performed to attach an oiling agent for application. Further, when the non-woven fabric is obtained, a treatment of attaching an oil agent for imparting functionality such as water repellency to the raw material fibers such as crimp filaments is performed.

特開2006−207069号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-207069 特開2003−105661号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-105661

シルクのような無捲縮のタンパク質繊維から紡績糸、不織布等を製造する際には、原料繊維に対して捲縮加工と、油剤を付着させるための処理とをそれぞれ別個に行わなければならず、それ故、ウール等の天然のタンパク質捲縮繊維から紡績糸や不織布等を製造する場合に比して工程数が増して、生産性が劣るものとなってしまうことが避けられなかった。 When producing spun yarn, non-woven fabric, etc. from non-crimped protein fibers such as silk, the crimping process and the process for adhering an oil agent to the raw material fibers must be performed separately. Therefore, it is unavoidable that the number of steps is increased and the productivity is inferior as compared with the case of producing spun yarn, non-woven fabric and the like from natural protein crimp fibers such as wool.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、油剤付着タンパク質捲縮繊維を効率的に製造する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 problems, and an object of the present invention is to provide a method for efficiently producing oil-adhered protein crimped fibers.

発明者は、上記の課題を解決するために鋭意検討する過程で、改変フィブロインを含むタンパク質繊維が水との接触により捲縮する(縮れる)ことを見出した。本発明は、発明者等の上記知見に基づいて完成されたものであって、例えば、以下の各発明に関する。
[1]
水性溶媒及び上記水性溶媒に分散された油剤を含む油剤分散液にタンパク質繊維を接触させて、上記タンパク質繊維に上記油剤を付着させるとともに上記タンパク質繊維を捲縮させる工程を含み、上記タンパク質繊維は改変フィブロインを含む、油剤付着タンパク質捲縮繊維の製造方法。
[2]
上記タンパク質繊維の、下式で定義される収縮率が7%超である、[1]に記載の製造方法。
収縮率={1−(水性溶媒に接触させた後のタンパク質繊維の長さ/水性溶媒に接触させる前のタンパク質繊維の長さ)}×100(%)
[3]
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、[1]又は[2]に記載の製造方法。
[4]
上記水性溶媒の温度が、10℃以上かつ100℃未満である、[1]〜[3]のいずれかに記載の製造方法。
[5]
捲縮されかつ上記油剤が付着された上記タンパク質繊維を乾燥させる工程を更に備える、[1]〜[4]のいずれかに記載の製造方法。
[6]
上記水性溶媒が揮発性溶媒を更に含む、[1]〜[5]のいずれかに記載の製造方法。
In the process of diligent studies to solve the above problems, the inventor has found that protein fibers containing modified fibroin are crimped (crimped) by contact with water. The present invention has been completed based on the above findings of the inventor and the like, and relates to, for example, the following inventions.
[1]
The protein fiber is modified by including a step of bringing the protein fiber into contact with an aqueous solvent and an oil agent dispersion containing an oil agent dispersed in the aqueous solvent to attach the oil agent to the protein fiber and crimp the protein fiber. A method for producing an oil-adhered protein crimped fiber containing fibroin.
[2]
The production method according to [1], wherein the shrinkage rate of the protein fiber defined by the following formula is more than 7%.
Shrinkage rate = {1- (length of protein fiber after contact with aqueous solvent / length of protein fiber before contact with aqueous solvent)} × 100 (%)
[3]
The production method according to [1] or [2], wherein the modified fibroin is a modified spider silk fibroin.
[4]
The production method according to any one of [1] to [3], wherein the temperature of the aqueous solvent is 10 ° C. or higher and lower than 100 ° C.
[5]
The production method according to any one of [1] to [4], further comprising a step of drying the protein fiber that has been crimped and to which the oil agent is attached.
[6]
The production method according to any one of [1] to [5], wherein the aqueous solvent further contains a volatile solvent.

本発明に係る方法によれば、捲縮加工と油剤付着処理を一工程で一挙に行うことが可能となるため、油剤付着タンパク質捲縮繊維を効率的に製造することがでる。したがって、本発明に係る方法によれば、タンパク質捲縮繊維を原料とする紡績糸や不織布等の生産性の向上を図ることが可能となる。 According to the method according to the present invention, the crimping process and the oil agent adhering treatment can be performed at once in one step, so that the oil agent adhering protein crimped fiber can be efficiently produced. Therefore, according to the method according to the present invention, it is possible to improve the productivity of spun yarns, non-woven fabrics and the like made from protein crimped fibers.

改変フィブロインのドメイン配列の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the domain sequence of modified fibroin. 改変フィブロインのドメイン配列の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the domain sequence of modified fibroin. 改変フィブロインのドメイン配列の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the domain sequence of modified fibroin. タンパク質フィラメントを製造するための紡糸装置の一例を概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically an example of the spinning apparatus for manufacturing a protein filament. 実施例における油剤付着タンパク質捲縮ステープルの写真である。It is a photograph of the oil-adhered protein crimped staple in the example. 参考例におけるタンパク質無捲縮ステープルの写真である。It is a photograph of a protein-free staple in a reference example.

本発明に係る油剤付着タンパク質捲縮繊維は、油剤分散液にタンパク質繊維を接触させて、タンパク質繊維に油剤を付着させるとともにタンパク質繊維を捲縮させる工程(油剤分散液処理工程)を備える方法により製造することができる。タンパク質繊維は改変フィブロインを主成分として含み、フィラメント(長繊維)であっても、ステープル(短繊維)であってもよい。タンパク質繊維には、改変フィブロイン以外のタンパク質など、改変フィブロイン以外の成分及び夾雑物が含まれてもよい。 The oil-adhered protein crimped fiber according to the present invention is produced by a method including a step of contacting the protein fiber with the oil-based dispersion, adhering the oil to the protein fiber, and crimping the protein fiber (oil-based dispersion treatment step). can do. The protein fiber contains modified fibroin as a main component, and may be a filament (long fiber) or a staple (short fiber). The protein fiber may contain components and impurities other than modified fibroin, such as proteins other than modified fibroin.

タンパク質繊維は、後述する水性溶媒と接触させた際の収縮率が、7%超、15%以上、25%以上、32%以上、40%以上、48%以上、56%以上、64%以上、又は72%以上となるものであってよい。収縮率は、通常、80%以下である。ここで、タンパク質繊維の収縮率は下式で定義される。
収縮率={1−(水性溶媒に接触させた後のタンパク質繊維の長さ/水性溶媒に接触させる前のタンパク質繊維の長さ)}×100(%)
Protein fibers have shrinkage rates of more than 7%, 15% or more, 25% or more, 32% or more, 40% or more, 48% or more, 56% or more, 64% or more when contacted with an aqueous solvent described later. Alternatively, it may be 72% or more. The shrinkage rate is usually 80% or less. Here, the shrinkage rate of protein fibers is defined by the following equation.
Shrinkage rate = {1- (length of protein fiber after contact with aqueous solvent / length of protein fiber before contact with aqueous solvent)} × 100 (%)

<改変フィブロイン>
本実施形態に係る改変フィブロインは、式1:[(A)モチーフ−REP]、又は式2:[(A)モチーフ−REP]−(A)モチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。改変フィブロインは、ドメイン配列のN末端側及びC末端側のいずれか一方又は両方に更にアミノ酸配列(N末端配列及びC末端配列)が付加されていてもよい。N末端配列及びC末端配列は、これに限定されるものではないが、典型的には、フィブロインに特徴的なアミノ酸モチーフの反復を有さない領域であり、100残基程度のアミノ酸からなる。
<Modified fibroin>
The modified fibroin 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)モチーフ−REP]、又は式2:[(A)モチーフ−REP]−(A)モチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。 As used herein, the term "modified fibroin" means artificially produced fibroin (artificial fibroin). The modified fibroin may be a fibroin whose domain sequence is different from the amino acid sequence of the naturally occurring fibroin, or may be a fibroin having the same amino acid sequence as the 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 a domain sequence to be used.

「改変フィブロイン」は、本実施形態で特定されるアミノ酸配列を有するものであれば、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列をそのまま利用したものであってもよく、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列に依拠してそのアミノ酸配列を改変したもの(例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列を改変することによりアミノ酸配列を改変したもの)であってもよく、また天然由来のフィブロインに依らず人工的に設計及び合成したもの(例えば、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより所望のアミノ酸配列を有するもの)であってもよい。 As long as the "modified fibroin" has the amino acid sequence specified in the present embodiment, the amino acid sequence of naturally occurring fibroin may be used as it is, and the "modified fibroin" depends on the amino acid sequence of naturally occurring fibroin. The amino acid sequence may be modified (for example, the amino acid sequence is modified by modifying the gene sequence of cloned naturally occurring fibroin), or artificially designed regardless of naturally occurring fibroin. And a synthesized one (for example, one having a desired amino acid sequence by chemically synthesizing a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence).

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

改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列に対し、例えば、1又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び/又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変を行うことで得ることができる。アミノ酸残基の置換、欠失、挿入及び/又は付加は、部分特異的突然変異誘発法等の当業者に周知の方法により行うことができる。具体的には、Nucleic Acid Res.10,6487(1982)、Methods in Enzymology,100,448(1983)等の文献に記載されている方法に準じて行うことができる。 The modified fibroin is, for example, modifying the amino acid sequence corresponding to the substitution, deletion, insertion and / or addition of one or more amino acid residues to the cloned naturally occurring fibroin gene sequence. Can be obtained at. 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)モチーフ−REP]、又は式2:[(A)モチーフ−REP]−(A)モチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質であり、具体的には、例えば、昆虫又はクモ類が産生するフィブロインが挙げられる。 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), etc. 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 (nucleic acid 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、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 nuclear protein) Numbers AAL32472 (nucleic acid sequence), AF441245 (nucleic acid sequence)), major aminos protein 1 [derived from Europe protein australis] (GenBank accession numbers CAJ00428 (nucleotide sequence), AJ973155 (nucleic 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 amplifier 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.

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。それらのうちでも改変クモ糸フィブロインが、好適に用いられる。 The modified fibroin may be modified silk fibroin (modified amino acid sequence of silk protein produced by silkworm), or modified spider silk fibroin (modified amino acid sequence of spider silk protein produced by spiders). It may be). Among them, modified spider silk fibroin is preferably used.

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、グリシン残基の含有量が低減された改変フィブロイン、(A)モチーフの含有量が低減された改変フィブロイン、グリシン残基の含有量、及び(A)モチーフの含有量が低減された改変フィブロインが挙げられる。 Specific examples of modified fibroin include modified fibroin derived from a large spider canal bookmark thread protein produced in a large bottle of spider, modified fibroin with a reduced content of glycine residues, and (A) n motifs. Examples thereof include modified fibroin having a reduced content, modified fibroin having a reduced content of glycine residue, and (A) modified fibroin having a reduced content of n motifs.

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としては、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含むタンパク質が挙げられる。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は、式1中、n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。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。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は、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるアミノ酸配列中に含まれるグリシン残基、セリン残基及びアラニン残基の合計残基数がアミノ酸残基数全体に対して、40%以上であることが好ましく、60%以上であることがより好ましく、70%以上であることが更に好ましい。 Examples of the modified fibroin derived from the large spit tube bookmark thread protein produced in the large bottle-shaped gland of the spider include a protein containing a domain sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m. For the modified fibroin derived from the large spider canal bookmarker thread protein produced in the spider's large bottle-shaped gland, n is preferably an integer of 3 to 20 in Formula 1, more preferably an integer of 4 to 20, and 8 to 20. Integers are even more preferred, integers from 10 to 20 are even more preferred, integers from 4 to 16 are even more preferred, integers from 8 to 16 are particularly preferred, and integers from 10 to 16 are most preferred. In the modified fibroin derived from the large spider thread tube bookmark thread protein produced in the large bottle-shaped gland of the spider, the number of amino acid residues constituting REP is preferably 10 to 200 residues in the formula 1. It is more preferably ~ 150 residues, even more preferably 20-100 residues, and even more preferably 20-75 residues. The modified fibroin derived from the alanine canal bookmark thread protein produced in the large bottle-shaped gland of the spider is a glycine residue contained in the amino acid sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m. The total number of serine residues and alanine residues is preferably 40% or more, more preferably 60% or more, still more preferably 70% or more, based on the total number of amino acid residues. ..

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は、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるアミノ酸配列の単位を含み、かつC末端配列が配列番号14〜16のいずれかに示されるアミノ酸配列又は配列番号14〜16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 modified fibroin derived from the large spitting tube bookmarker thread protein produced in the large bottle-shaped gland of the spider contains the unit of the amino acid sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m and has a C-terminal. The sequence may be a polypeptide having an amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 14 to 16 or an amino acid sequence having 90% or more homology with the amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 14 to 16.

配列番号14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15に示されるアミノ酸配列は、配列番号14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16に示されるアミノ酸配列は、配列番号14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: 14 is the same as the amino acid sequence consisting of 50 residues of the C-terminal of the amino acid sequence of ADF3 (GI: 1263287, NCBI), and the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 15 is the sequence. It is the same as the amino acid sequence in which 20 residues were removed from the C-terminal of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14, and the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 16 was obtained by removing 29 residues from the C-terminal of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14. It has the same amino acid sequence.

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のより具体的な例として、(1−i)配列番号17で示されるアミノ酸配列、又は(1−ii)配列番号17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 modified fibroin derived from the large spit tube bookmarker thread protein produced in the large bottle-shaped gland of the spider, the amino acid sequence shown in (1-i) SEQ ID NO: 17 or the (1-ii) sequence. Examples thereof include modified fibroin containing an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by No. 17. The sequence identity is preferably 95% or more.

配列番号17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18)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17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16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: 17 is the amino acid sequence of ADF3 in which the amino acid sequence (SEQ ID NO: 18) consisting of the starting codon, 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 amino acid sequence at the C-terminal of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 17 is the same as the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 16.

(1−i)の改変フィブロインは、配列番号17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: 17.

グリシン残基の含有量が低減された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。当該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。 A modified fibroin having a reduced content of glycine residues 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 modified fibroin has an amino acid sequence corresponding to at least one or more glycine residues in REP substituted with another amino acid residue as compared with naturally occurring fibroin.

グリシン残基の含有量が低減された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 modified fibroin having a reduced content of glycine residue has a domain sequence of GGX and GPGXX in REP (where G is a glycine residue, P is a proline residue, and X) as compared with naturally occurring fibroin. Indicates an amino acid residue other than glycine.) Corresponds to the fact that at least one or more glycine residues in the motif sequence are replaced with another amino acid residue in at least one motif sequence selected from. It may have an amino acid sequence.

グリシン残基の含有量が低減された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 modified fibroin having a reduced content of glycine residue, the proportion 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. ..

グリシン残基の含有量が低減された改変フィブロインは、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含み、上記ドメイン配列から、最もC末端側に位置する(A)モチーフから上記ドメイン配列のC末端までの配列を除いた配列中の全REPに含まれるXGX(但し、Xはグリシン以外のアミノ酸残基を示す。)からなるアミノ酸配列の総アミノ酸残基数をzとし、上記ドメイン配列から、最もC末端側に位置する(A)モチーフから上記ドメイン配列のC末端までの配列を除いた配列中の総アミノ酸残基数をwとしたときに、z/wが30%以上、40%以上、50%以上又は50.9%以上であるアミノ酸配列を有するものであってもよい。(A)モチーフ中の全アミノ酸残基数に対するアラニン残基数は83%以上であってよいが、86%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、95%以上であることが更に好ましく、100%であること(アラニン残基のみで構成されることを意味する)が更により好ましい。 The modified fibroin having a reduced content of glycine residue contains a domain sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m , and is located most C-terminal to the above domain sequence (A). ) 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 from the n motif to the C-terminal of the above domain sequence. Let z be, and let w be 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 domain sequence from the above domain sequence. It may have an amino acid sequence in which / w is 30% or more, 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).

グリシン残基の含有量が低減された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。グリシン残基の含有量が低減された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 modified fibroin having a reduced content of glycine residue is obtained by substituting one glycine residue of the GGX motif with another amino acid residue to increase the content ratio of the amino acid sequence consisting of XGX. preferable. In the modified fibroin having a reduced content of glycine residue, the content ratio of the amino acid sequence consisting of GGX in the domain sequence is preferably 30% or less, more preferably 20% or less, and more preferably 10% or less. It is even more preferably 6% or less, even more preferably 4% or less, and particularly preferably 2% or less. The content ratio of the amino acid sequence consisting of GGX in the domain sequence can be calculated by the same method as the method for calculating the content ratio (z / w) of the amino acid sequence consisting of XGX below.

z/wの算出方法を更に詳細に説明する。まず、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含むフィブロイン(改変フィブロイン又は天然由来のフィブロイン)において、ドメイン配列から、最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列を除いた配列に含まれる全てのREPから、XGXからなるアミノ酸配列を抽出する。XGXを構成するアミノ酸残基の総数がzである。例えば、XGXからなるアミノ酸配列が50個抽出された場合(重複はなし)、zは50×3=150である。また、例えば、XGXGXからなるアミノ酸配列の場合のように2つのXGXに含まれるX(中央のX)が存在する場合は、重複分を控除して計算する(XGXGXの場合は5アミノ酸残基である)。wは、ドメイン配列から、最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列を除いた配列に含まれる総アミノ酸残基数である。例えば、図1に示したドメイン配列の場合、wは4+50+4+100+4+10+4+20+4+30=230である(最もC末端側に位置する(A)モチーフは除いている。)。次に、zをwで除すことによって、z/w(%)を算出することができる。 The method of calculating z / w will be described in more detail. First, in 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. 1, 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.

グリシン残基の含有量が低減された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 modified fibroin in which the content of glycine residue is reduced, z / w is preferably 50.9% or more, more preferably 56.1% or more, and 58.7% or more. Is even more preferable, 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.

グリシン残基の含有量が低減された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。 A modified fibroin with a reduced glycine residue content encodes another amino acid residue, for example, by substituting at least part of the nucleotide sequence encoding the glycine residue from the cloned naturally occurring fibroin gene sequence. It can be obtained by modifying it so as to. 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 replaced 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 each 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) residues and glutamate (E) residues are preferred, with valine (V) residues, leucine (L) residues, isoleucine (I) residues and glutamine ( The Q) residue is more preferred, and the glutamine (Q) residue is even more preferred.

グリシン残基の含有量が低減された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3、配列番号4、配列番号10若しくは配列番号12で示されるアミノ酸配列、又は(2−ii)配列番号3、配列番号4、配列番号10若しくは配列番号12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 having a reduced content of glycine residue, (2-i) the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 12, or (2-i). ii) Examples thereof include modified fibroin containing an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 12.

(2−i)の改変フィブロインについて説明する。配列番号3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のREP中の全てのGGXをGQXに置換したものである。配列番号4で示されるアミノ酸配列は、配列番号3で示されるアミノ酸配列から、N末端側からC末端側に向かって2つおきに(A)モチーフを欠失させ、更にC末端配列の手前に[(A)モチーフ−REP]を1つ挿入したものである。配列番号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。配列番号12で示されるアミノ酸配列は、配列番号9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Hisタグが付加されたものである。 The modified fibroin of (2-i) will be described. The amino acid sequence 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 corresponding to naturally occurring fibroin. In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4, 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: 3, 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: 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 some glutamine (Q) residues are 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: 12 is a region of 20 domain sequences existing in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9 (however, several amino acid residues on the C-terminal side of the region are substituted). This is a sequence in which the His tag is added to the C-terminal of the sequence obtained by repeating the above four times.

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)におけるz/wの値は、46.8%である。配列番号3で示されるアミノ酸配列、配列番号4で示されるアミノ酸配列、配列番号10で示されるアミノ酸配列、及び配列番号12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1、3、4、10及び12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89.3%である。 The value of z / w in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 (corresponding to naturally occurring fibroin) is 46.8%. The z / w values in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3, the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4, the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10, and the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 are 58.7%, respectively. It is 70.1%, 66.1% and 70.0%. The values of x / y in the jagged ratio (described later) of 1: 1.8 to 11.3 of the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 1, 3, 4, 10 and 12 are 15.0% and 15. It is 0%, 93.4%, 92.7% and 89.3%.

(2−i)の改変フィブロインは、配列番号3、配列番号4、配列番号10又は配列番号12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: 3, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 12.

(2−ii)の改変フィブロインは、配列番号3、配列番号4、配列番号10又は配列番号12で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。(2−ii)の改変フィブロインもまた、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (2-ii) contains an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 12. 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3、配列番号4、配列番号10又は配列番号12で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有し、かつREP中に含まれるXGX(但し、Xはグリシン以外のアミノ酸残基を示す。)からなるアミノ酸配列の総アミノ酸残基数をzとし、上記ドメイン配列中のREPの総アミノ酸残基数をwとしたときに、z/wが50.9%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (2-ii) has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 12, 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.

上述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 modified 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 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5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. 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 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: 5 (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 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, 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8、配列番号9、配列番号11若しく配列番号13で示されるアミノ酸配列、又は(2−iv)配列番号8、配列番号9、配列番号11若しく配列番号13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, (2-iii) SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 11 or the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 13 or (2-iv) SEQ ID NO: 8 , SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 11 or modified fibroin containing an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 13.

配列番号6、7、8、9、11及び13で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号1、2、3、4、10及び12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 NOs: 6, 7, 8, 9, 11 and 13 are the amino acids shown in SEQ ID NO: 5 at the N-terminal of the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 1, 2, 3, 4, 10 and 12, respectively. A sequence (including a His tag sequence and a hinge sequence) is added.

(2−iii)の改変フィブロインは、配列番号8、配列番号9、配列番号11又は配列番号13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: 8, SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 11 or SEQ ID NO: 13.

(2−iv)の改変フィブロインは、配列番号8、配列番号9、配列番号11又は配列番号13で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。(2−iv)の改変フィブロインもまた、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (2-iv) comprises an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 11 or SEQ ID NO: 13. 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8、配列番号9、配列番号11又は配列番号13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: 8, SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 11 or SEQ ID NO: 13, 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.

上述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 modified fibroin described above 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.

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

(A)モチーフの含有量が低減された改変フィブロインは、天然由来のフィブロインから(A)モチーフを10〜40%欠失させたことに相当するアミノ酸配列を有するものであってもよい。 Modified fibroin content is reduced in (A) n motif, it may have an amino acid sequence corresponding to the naturally occurring fibroin (A) n motif was deleted 10-40% missing.

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

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

(A)モチーフの含有量が低減された改変フィブロインは、そのドメイン配列が、少なくともN末端側からC末端側に向かって2つおきに(A)モチーフが欠失したことに相当するアミノ酸配列を有するものであってもよい。 (A) modified fibroin content of n motifs has been reduced, the domain sequence, amino acids corresponding to at least the N-terminal side 2 every other towards the C-terminal side (A) n motifs lacking It may have a sequence.

(A)モチーフの含有量が低減された改変フィブロインは、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含み、N末端側からC末端側に向かって、隣合う2つの[(A)モチーフ−REP]ユニットのREPのアミノ酸残基数を順次比較して、アミノ酸残基数が少ないREPのアミノ酸残基数を1としたとき、他方のREPのアミノ酸残基数の比が1.8〜11.3となる隣合う2つの[(A)モチーフ−REP]ユニットのアミノ酸残基数を足し合わせた合計値の最大値をxとし、ドメイン配列の総アミノ酸残基数をyとしたときに、x/yが20%以上、30%以上、40%以上又は50%以上であるアミノ酸配列を有するものであってもよい。(A)モチーフ中の全アミノ酸残基数に対するアラニン残基数は83%以上であってよいが、86%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、95%以上であることが更に好ましく、100%であること(アラニン残基のみで構成されることを意味する)が更により好ましい。 (A) The modified fibroin having a reduced content of n- motif contains a domain sequence represented by the formula 1: [(A) n- motif-REP] m , which is adjacent from the N-terminal side to the C-terminal side. When the number of amino acid residues of REP of two matching [(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 amino acid residue of the other REP 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 having a radix ratio of 1.8 to 11.3 is x, and the total of the domain sequences. When the number of amino acid residues is y, 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1を参照しながら更に詳細に説明する。図1には、改変フィブロインからN末端配列及びC末端配列を除いたドメイン配列を示す。当該ドメイン配列は、N末端側(左側)から(A)モチーフ−第1のREP(50アミノ酸残基)−(A)モチーフ−第2のREP(100アミノ酸残基)−(A)モチーフ−第3のREP(10アミノ酸残基)−(A)モチーフ−第4のREP(20アミノ酸残基)−(A)モチーフ−第5のREP(30アミノ酸残基)−(A)モチーフという配列を有する。 The calculation method of x / y will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 1 shows a domain sequence obtained by removing the N-terminal sequence and the C-terminal sequence from the modified fibroin. From the N-terminal side (left side), the domain sequence 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)モチーフ−REP]ユニットは、重複がないように、N末端側からC末端側に向かって、順次選択する。このとき、選択されない[(A)モチーフ−REP]ユニットが存在してもよい。図1には、パターン1(第1のREPと第2のREPの比較、及び第3のREPと第4のREPの比較)、パターン2(第1のREPと第2のREPの比較、及び第4のREPと第5のREPの比較)、パターン3(第2のREPと第3のREPの比較、及び第4のREPと第5のREPの比較)、パターン4(第1のREPと第2のREPの比較)を示した。なお、これ以外にも選択方法は存在する。 Two adjacent [(A) n motif-REP] units are sequentially selected from the N-terminal side toward the C-terminal side so as not to overlap. At this time, there may be a [(A) n motif-REP] unit that is not selected. In FIG. 1, 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)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 finding 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1中、よりアミノ酸残基数の少ない方を1としたときに、他方のアミノ酸残基数の比が1.8〜11.3となる[(A)モチーフ−REP]ユニットの組を実線で示した。以下このような比をギザ比率と呼ぶ。よりアミノ酸残基数の少ない方を1としたときに、他方のアミノ酸残基数の比が1.8未満又は11.3超となる[(A)モチーフ−REP]ユニットの組は破線で示した。 In FIG. 1, when the one with the smaller number of amino acid residues is 1, the ratio of the number of amino acid residues of the other is 1.8 to 11.3 [(A) n motif-REP] unit set. Shown by solid line. Hereinafter, such a 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)モチーフ−REP]ユニットの全てのアミノ酸残基数を足し合わせる(REPのみではなく、(A)モチーフのアミノ酸残基数もである。)。そして、足し合わせた合計値を比較して、当該合計値が最大となるパターンの合計値(合計値の最大値)をxとする。図1に示した例では、パターン1の合計値が最大である。 In each pattern, 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 (maximum value of the total value) of the pattern in which the total value is maximized is defined as x. In the example shown in FIG. 1, the total value of pattern 1 is the maximum.

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

(A)モチーフの含有量が低減された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。 (A) In the modified fibroin in which the content of the n motif is reduced, x / y is preferably 50% or more, more preferably 60% or more, further preferably 65% or more. It is even more preferably 70% or more, even more preferably 75% 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.

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

(A)モチーフの含有量が低減された改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列から、x/yが64.2%以上になるように(A)モチーフをコードする配列の1又は複数を欠失させることにより得ることができる。また、例えば、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から、x/yが64.2%以上になるように1又は複数の(A)モチーフが欠失したことに相当するアミノ酸配列を設計し、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより得ることもできる。いずれの場合においても、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から(A)モチーフが欠失したことに相当する改変に加え、更に1又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び/又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変を行ってもよい。 (A) modified fibroin content of n motif is reduced, for example, encoding a cloned naturally occurring fibroin gene sequences, as x / y is more than 64.2% of the (A) n motif It can be obtained by deleting one or more of the sequences. 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, further substitution, deletion, insertion and / or addition of one or more amino acid residues. The amino acid sequence corresponding to the above may be modified.

(A)モチーフの含有量が低減された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2、配列番号4、配列番号10若しくは配列番号12で示されるアミノ酸配列、又は(3−ii)配列番号2、配列番号4、配列番号10若しくは配列番号12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。 (A) As a more specific example of the modified fibroin having a reduced content of n motif, (3-i) the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 12 or (3-i) 3-ii) Examples thereof include modified 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, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 12.

(3−i)の改変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。配列番号12で示されるアミノ酸配列は、配列番号9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Hisタグが付加されたものである。 The modified fibroin of (3-i) will be described. The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 is obtained by deleting every other (A) n motif from the N-terminal side to the C-terminal side from the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, which corresponds to naturally occurring fibroin. Further, 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 some glutamine (Q) residues are 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: 12 is a region of 20 domain sequences existing in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9 (however, several amino acid residues on the C-terminal side of the region are substituted). This is a sequence in which the His tag is added to the C-terminal of the sequence obtained by repeating the above four times.

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)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2で示されるアミノ酸配列、及び配列番号4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10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12で示されるアミノ酸配列におけるx/yの値は、89.3%である。配列番号1、2、4、10及び12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 jagged ratio of 1: 1.8 to 11.3 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 (corresponding to naturally occurring fibroin) is 15.0%. The value of x / y in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 is 93.4%. The value of x / y in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 is 92.7%. The value of x / y in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12 is 89.3%. The values of z / w in the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 1, 2, 4, 10 and 12 are 46.8%, 56.2%, 70.1%, 66.1% and 70.0%, respectively. is there.

(3−i)の改変フィブロインは、配列番号2、配列番号4、配列番号10又は配列番号12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: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 12.

(3−ii)の改変フィブロインは、配列番号2、配列番号4、配列番号10又は配列番号12で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。(3−ii)の改変フィブロインもまた、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (3-ii) 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, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 12. 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2、配列番号4、配列番号10又は配列番号12で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有し、かつN末端側からC末端側に向かって、隣合う2つの[(A)モチーフ−REP]ユニットのREPのアミノ酸残基数を順次比較して、アミノ酸残基数が少ないREPのアミノ酸残基数を1としたとき、他方のREPのアミノ酸残基数の比が1.8〜11.3(ギザ比率が1:1.8〜11.3)となる隣合う2つの[(A)モチーフ−REP]ユニットのアミノ酸残基数を足し合わせた合計値の最大値をxとし、ドメイン配列の総アミノ酸残基数をyとしたときに、x/yが64.2%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (3-ii) has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 12, 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.

上述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 modified fibroin described above 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7、配列番号9、配列番号11若しく配列番号13で示されるアミノ酸配列、又は(2−iv)配列番号7、配列番号9、配列番号11若しく配列番号13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, (3-iii) SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 11 or the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 13 or (2-iv) SEQ ID NO: 7 , SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 11 or modified fibroin containing an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 13.

配列番号6、7、8、9、11及び13で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号1、2、3、4、10及び12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 NOs: 6, 7, 8, 9, 11 and 13 are the amino acids shown in SEQ ID NO: 5 at the N-terminal of the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 1, 2, 3, 4, 10 and 12, respectively. A sequence (including a His tag sequence and a hinge sequence) is added.

(3−iii)の改変フィブロインは、配列番号7、配列番号9、配列番号11又は配列番号13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: 7, SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 11 or SEQ ID NO: 13.

(3−iv)の改変フィブロインは、配列番号7、配列番号9、配列番号11又は配列番号13で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。(3−iv)の改変フィブロインもまた、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (3-iv) comprises an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 11 or SEQ ID NO: 13. 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7、配列番号9、配列番号11又は配列番号13で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有し、かつN末端側からC末端側に向かって、隣合う2つの[(A)モチーフ−REP]ユニットのREPのアミノ酸残基数を順次比較して、アミノ酸残基数が少ないREPのアミノ酸残基数を1としたとき、他方のREPのアミノ酸残基数の比が1.8〜11.3となる隣合う2つの[(A)モチーフ−REP]ユニットのアミノ酸残基数を足し合わせた合計値の最大値をxとし、ドメイン配列の総アミノ酸残基数をyとしたときに、x/yが64.2%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (3-iv) has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 11 or SEQ ID NO: 13, 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 Let x be 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 in REP is 1.8 to 11.3. , When the total number of amino acid residues in the domain sequence is y, x / y is preferably 64.2% or more.

上述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 modified fibroin described above 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.

グリシン残基の含有量、及び(A)モチーフの含有量が低減された改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、(A)モチーフの含有量が低減されたことに加え、グリシン残基の含有量が低減されたアミノ酸配列を有するものである。当該改変フィブロインのドメイン配列は、天然由来のフィブロインと比較して、少なくとも1又は複数の(A)モチーフが欠失したことに加え、更に少なくともREP中の1又は複数のグリシン残基が別のアミノ酸残基に置換されたことに相当するアミノ酸配列を有するものということができる。すなわち、上述したグリシン残基の含有量が低減された改変フィブロインと、(A)モチーフの含有量が低減された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、グリシン残基の含有量が低減された改変フィブロイン、及び、(A)モチーフの含有量が低減された改変フィブロインで説明したとおりである。 The content of glycine residues, and (A) modified fibroin content of n motifs has been reduced, the domain sequence is compared to the naturally occurring fibroin was reduced content of (A) n motif In addition, it has an amino acid sequence with a reduced content of glycine residues. The domain sequence of the modified fibroin lacks 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 an amino acid residue. That is, it is a modified fibroin having the characteristics of the modified fibroin in which the content of the glycine residue is reduced and the modified fibroin in which the content of (A) n motif is reduced. Specific aspects and the like are as described in the modified fibroin in which the content of glycine residue is reduced and the modified fibroin in which the content of (A) n motif is reduced.

グリシン残基の含有量、及び(A)モチーフの含有量が低減された改変フィブロインのより具体的な例として、(4−i)配列番号4、配列番号10若しくは配列番号12で示されるアミノ酸配列、(4−ii)配列番号4、配列番号10若しくは配列番号12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4、配列番号10若しくは配列番号12で示されるアミノ酸配列を含む改変フィブロインの具体的な態様は上述のとおりである。 As a more specific example of the modified fibroin in which the content of the glycine residue and the content of (A) n motif are reduced, the amino acids shown in (4-i) SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 12 are shown. Examples include modified fibroin comprising a sequence, (4-ii) an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 12. Specific embodiments of the modified fibroin containing the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 12 are as described above.

他の実施形態に係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 modified fibroin according to the other embodiment has a domain sequence in which one or more amino acid residues in REP are replaced with amino acid residues having a high hydrophobicity index as compared with naturally occurring fibroin, and / Or it may have an amino acid sequence containing a region having a large hydrophobicity index locally, which corresponds to the insertion of one or more amino acid residues having a large hydrophobicity index into the REP.

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 locally large 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.

本実施形態に係る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 modified fibroin according to the present embodiment, one or more amino acid residues in REP were replaced with amino acid residues having a large hydrophobicity index as compared with naturally occurring fibroin, and / or 1 in REP. Or, in addition to modifications corresponding to the insertion of multiple amino acid residues with a large hydrophobicity index, further substitution, deletion, insertion and / of one or more amino acid residues as compared to naturally occurring fibroin. Alternatively, there may be a modification of the amino acid sequence corresponding to the addition.

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 modified fibroin according to the present embodiment has, for example, hydrophobicity of one or more hydrophilic amino acid residues (for example, amino acid residues having a negative hydrophobicity index) in REP from the cloned naturally occurring fibroin gene sequence. It can be obtained by substituting an amino acid residue (eg, an amino acid residue having 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 the 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 the 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 either 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.

さらに他の実施形態に係る改変フィブロインは、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含み、最もC末端側に位置する(A)モチーフから上記ドメイン配列のC末端までの配列を上記ドメイン配列から除いた配列に含まれる全てのREPにおいて、連続する4アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が2.6以上となる領域に含まれるアミノ酸残基の総数をpとし、最もC末端側に位置する(A)モチーフから上記ドメイン配列のC末端までの配列を上記ドメイン配列から除いた配列に含まれるアミノ酸残基の総数をqとしたときに、p/qが6.2%以上であるアミノ酸配列を有してもよい。 The modified fibroin according to still another embodiment contains the domain sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m , and the (A) n motif located closest to the C-terminal side of the above domain sequence. The total number of amino acid residues 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 included in the sequence excluding the sequence up to the C-terminal from the above domain sequence. Is p, and p is 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. It may have an amino acid sequence in which / q is 6.2% or more.

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

Figure 2021080572
Figure 2021080572

p/qの算出方法を更に詳細に説明する。算出には、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列から、最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列を除いた配列(以下、「配列A」とする)を用いる。まず、配列Aに含まれる全てのREPにおいて、連続する4アミノ酸残基の疎水性指標の平均値を算出する。疎水性指標の平均値は、連続する4アミノ酸残基に含まれる各アミノ酸残基のHIの総和を4(アミノ酸残基数)で除して求める。疎水性指標の平均値は、全ての連続する4アミノ酸残基について求める(各アミノ酸残基は、1〜4回平均値の算出に用いられる。)。次いで、連続する4アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が2.6以上となる領域を特定する。あるアミノ酸残基が、複数の「疎水性指標の平均値が2.6以上となる連続する4アミノ酸残基」に該当する場合であっても、領域中には1アミノ酸残基として含まれることになる。そして、当該領域に含まれるアミノ酸残基の総数がpである。また、配列Aに含まれるアミノ酸残基の総数がqである。 The method of calculating p / q will be described in more detail. For the calculation, 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 the formula 1: [(A) n motif-REP] m. (Hereinafter referred to as "sequence A") is used. First, in all the REPs contained in the sequence A, the average value of the hydrophobicity index of consecutive four amino acid residues is calculated. 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. Further, the total number of amino acid residues contained in the 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2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2に示したドメイン配列の場合、qは4+50+4+40+4+10+4+20+4+30=170である(C末端側の最後に存在する(A)モチーフは含めない)。次に、pをqで除すことによって、p/q(%)を算出することができる。図2の場合28/170=16.47%となる。 For example, when 20 consecutive "4 consecutive amino acid residues having an average 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 duplicated by one amino acid residue, the hydrophobicity index of the consecutive four amino acid residues is present. 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. 2, p is 7 × 4 = because there are seven “consecutive 4 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. 2, 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. 2, 28/170 = 16.47%.

本実施形態に係る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 modified fibroin according to the present embodiment, p / q is preferably 6.2% or more, more preferably 7% or more, further preferably 10% or more, and further preferably 20% or more. Is even more preferable, and 30% or more is even more preferable. The upper limit of p / q is not particularly limited, but may be, for example, 45% or less.

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 modified fibroin according to the present embodiment is, for example, one or a plurality of hydrophilic amino acid residues (for example, hydrophobic) in the REP so that the amino acid sequence of the cloned naturally occurring fibroin is subjected to the above-mentioned p / q condition. Replacing an amino acid residue with a negative sex index) with a hydrophobic amino acid residue (eg, an amino acid residue with a positive hydrophobicity index) and / or one or more hydrophobic amino acid residues in the REP. 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 amino acid residues 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.

改変フィブロインの別の具体的な例として、(5−i)配列番号20、配列番号22若しくは配列番号23で示されるアミノ酸配列、又は(5−ii)配列番号20、配列番号22若しくは配列番号23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 another specific example of the modified fibroin, (5-i) the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 20, SEQ ID NO: 22 or SEQ ID NO: 23, or (5-ii) SEQ ID NO: 20, SEQ ID NO: 22 or SEQ ID NO: 23. Examples thereof include modified fibroins containing an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by.

(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、天然由来のフィブロインの(A)モチーフ中のアラニン残基が連続するアミノ酸配列をアラニン残基が連続する数を5つになるよう欠失したものである。配列番号20で示されるアミノ酸配列は、配列番号19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、かつ配列番号19で示されるアミノ酸配列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21で示されるアミノ酸配列は、配列番号19で示されるアミノ酸配列に対し、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、かつ配列番号19で示されるアミノ酸配列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22で示されるアミノ酸配列は、配列番号21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23で示されるアミノ酸配列は、配列番号21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 in SEQ ID NO: 19 is obtained by deleting the amino acid sequence in which the alanine residues in the (A) n motif of naturally occurring fibroin are continuous so that the number of consecutive alanine residues is five. .. The amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 20 is the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 19, in which two amino acid sequences (VLI) consisting of 3 amino acid residues are inserted every other REP, and the amino acid sequence is shown by SEQ ID NO: 19. A part of the amino acid on the C-terminal side is deleted so that the molecular weight of the amino acid sequence is almost the same as that of the amino acid sequence. In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 21, two alanine residues are inserted on the C-terminal side of each (A) n motif with respect to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 19, and a part of glutamine (Q) remains. The group was replaced with a serine (S) residue, and some amino acids on the C-terminal side were deleted so as to have substantially the same molecular weight as the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 19. The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 22 is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 21 with one amino acid sequence (VLI) consisting of three amino acid residues inserted every other REP. The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 23 is obtained by inserting two amino acid sequences (VLI) consisting of three amino acid residues every other REP into the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 21.

(5−i)の改変フィブロインは、配列番号20、配列番号22又は配列番号23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: 20, SEQ ID NO: 22 or SEQ ID NO: 23.

(5−ii)の改変フィブロインは、配列番号20、配列番号22又は配列番号23で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。(5−ii)の改変フィブロインもまた、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (5-ii) comprises an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 20, SEQ ID NO: 22 or SEQ ID NO: 23. 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20、配列番号22又は配列番号23で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有し、かつ最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれる全てのREPにおいて、連続する4アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が2.6以上となる領域に含まれるアミノ酸残基の総数をpとし、最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれるアミノ酸残基の総数をqとしたときに、p/qが6.2%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (5-ii) has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 20, SEQ ID NO: 22 or SEQ ID NO: 23, 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.

上述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 modified fibroin described above 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24、配列番号25若しくは配列番号26で示されるアミノ酸配列、又は(5−iv)配列番号24、配列番号25若しくは配列番号26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 comprising a tag sequence, the amino acid sequence set forth in (5-iii) SEQ ID NO: 24, SEQ ID NO: 25 or SEQ ID NO: 26, or (5-iv) SEQ ID NO: 24, SEQ ID NO: 25 or Examples thereof include modified fibroin containing an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 26.

配列番号24、25及び26で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号20、22及び23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 NOs: 24, 25 and 26 include the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 5 (including His tag sequence and hinge sequence) at the N-terminal of the amino acid sequence shown in SEQ ID NOs: 20, 22 and 23, respectively. It is an added one.

(5−iii)の改変フィブロインは、配列番号24、配列番号25若しくは配列番号26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: 24, SEQ ID NO: 25 or SEQ ID NO: 26.

(5−iv)の改変フィブロインは、配列番号24、配列番号25若しくは配列番号26で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。(5−iv)の改変フィブロインもまた、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (5-iv) comprises an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 24, SEQ ID NO: 25 or SEQ ID NO: 26. 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24、配列番号25若しくは配列番号26で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有し、かつ最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれる全てのREPにおいて、連続する4アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が2.6以上となる領域に含まれるアミノ酸残基の総数をpとし、最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれるアミノ酸残基の総数をqとしたときに、p/qが6.2%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (5-iv) has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 24, SEQ ID NO: 25 or SEQ ID NO: 26, 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.

上述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 modified fibroin described above 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.

さらに他の実施形態に係る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 modified fibroin according to still another embodiment has an amino acid sequence having a reduced content of glutamine residues as compared with naturally occurring fibroin.

本実施形態に係る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 modified fibroin according to the present embodiment preferably contains at least one motif selected from the GGX motif and the GPGXX motif in the amino acid sequence of REP.

本実施形態に係る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 modified fibroin according to the present embodiment contains a GPGXX motif in the REP, the content of the GPGXX 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)モチーフ−REP]、又は式2:[(A)モチーフ−REP]−(A)モチーフで表されるドメイン配列を含むフィブロイン(改変フィブロイン又は天然由来のフィブロイン)において、最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれる全てのREPにおいて、その領域に含まれるGPGXXモチーフの個数の総数を3倍した数(即ち、GPGXXモチーフ中のG及びPの総数に相当)をsとし、最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除き、更に(A)モチーフを除いた全REPのアミノ酸残基の総数をtとしたときに、GPGXXモチーフ含有率はs/tとして算出される。
In the present specification, the "GPGXX motif content" is a value calculated by the following method.
Formula 1: [(A) n- motif-REP] m , or Formula 2: [(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 is taken 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)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」を対象としているのは、「最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列」(REPに相当する配列)には、フィブロインに特徴的な配列と相関性の低い配列が含まれることがあり、mが小さい場合(つまり、ドメイン配列が短い場合)、GPGXXモチーフ含有率の算出結果に影響するので、この影響を排除するためである。なお、REPのC末端に「GPGXXモチーフ」が位置する場合、「XX」が例えば「AA」の場合であっても、「GPGXXモチーフ」として扱う。 In the calculation of the 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". (A) The sequence from the n motif to the C-terminal of the domain sequence (the sequence corresponding to REP) may contain 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3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3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3に示した改変フィブロインのドメイン配列(「[(A)モチーフ−REP]−(A)モチーフ」タイプである。)では、全てのREPが「最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」(図3中、「領域A」で示した配列。)に含まれているため、sを算出するためのGPGXXモチーフの個数は7であり、sは7×3=21となる。同様に、全てのREPが「最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」(図1中、「領域A」で示した配列。)に含まれているため、当該配列から更に(A)モチーフを除いた全REPのアミノ酸残基の総数tは50+40+10+20+30=150である。次に、sをtで除すことによって、s/t(%)を算出することができ、図3の改変フィブロインの場合21/150=14.0%となる。 FIG. 3 is a schematic diagram showing the domain sequence of modified fibroin. The method of calculating the GPGXX motif content will be specifically described with reference to FIG. First, in the domain sequence of the modified fibroin shown in FIG. 3 (“[(A) n motif-REP] m- (A) n motif” type), all REPs are “located closest to the C-terminal side”. (A) Since it is included in the "sequence obtained by removing the sequence from the n motif to the C-terminal of the domain sequence from the domain sequence" (the sequence shown by "region A" in FIG. 3), s can 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. 1). 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.

本実施形態に係る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 modified fibroin according to the present embodiment preferably has a glutamine residue content of 9% or less, more preferably 7% or less, further preferably 4% or less, and preferably 0%. Especially preferable.

本明細書において、「グルタミン残基含有率」は、以下の方法により算出される値である。
式1:[(A)モチーフ−REP]、又は式2:[(A)モチーフ−REP]−(A)モチーフで表されるドメイン配列を含むフィブロイン(改変フィブロイン又は天然由来のフィブロイン)において、最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列(図3の「領域A」に相当する配列。)に含まれる全てのREPにおいて、その領域に含まれるグルタミン残基の総数をuとし、最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除き、更に(A)モチーフを除いた全REPのアミノ酸残基の総数をtとしたときに、グルタミン残基含有率はu/tとして算出される。グルタミン残基含有率の算出において、「最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」を対象としている理由は、上述した理由と同様である。
In the present specification, the "glutamine residue content" is a value calculated by the following method.
Formula 1: [(A) n motif-REP] m , or formula 2: [(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. 3). In the REP of, 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.

本実施形態に係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 modified fibroin according to the present embodiment has a domain sequence in which one or more glutamine residues in REP have been deleted or replaced with other amino acid residues as compared with naturally occurring fibroin. It may have a corresponding 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), glycine (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.

本実施形態に係る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 modified fibroin according to the present embodiment, the hydrophobicity of REP is preferably −0.8 or more, more preferably −0.7 or more, further preferably 0 or more, and 0. It is even more preferably 3 or more, and particularly preferably 0.4 or more. 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)モチーフ−REP]、又は式2:[(A)モチーフ−REP]−(A)モチーフで表されるドメイン配列を含むフィブロイン(改変フィブロイン又は天然由来のフィブロイン)において、最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列(図1の「領域A」に相当する配列。)に含まれる全てのREPにおいて、その領域の各アミノ酸残基の疎水性指標の総和をvとし、最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除き、更に(A)モチーフを除いた全REPのアミノ酸残基の総数をtとしたときに、REPの疎水性度はv/tとして算出される。REPの疎水性度の算出において、「最もC末端側に位置する(A)モチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」を対象としている理由は、上述した理由と同様である。
In the present specification, the "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. 1). 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 for targeting "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 the above-mentioned reason. The same is true.

本実施形態に係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 modified fibroin according to the present embodiment has a domain sequence lacking one or more glutamine residues in REP as compared with naturally occurring fibroin, and / or one or more glutamines in REP. In addition to the modification corresponding to the substitution of the residue with another amino acid residue, there is a modification of the amino acid sequence corresponding to the substitution, deletion, insertion and / or addition of one or more amino acid residues. May be good.

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 modified fibroin according to the present embodiment may, for example, delete one or more glutamine residues in REP from the cloned naturally occurring fibroin gene sequence and / or one or more glutamine residues in REP. Can be obtained by substituting with another amino acid residue. 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.

本発明に係る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38若しくは配列番号39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38若しくは配列番号39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 according to the present invention, (6-i) the amino acid 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: 38 or SEQ ID NO: 39. 90% or more of the modified fibroin, including the sequence, or the amino acid sequence set forth in (6-ii) SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31, SEQ ID NO: 38 or SEQ ID NO: 39. Modified fibroins containing amino acid sequences having sequence identity can be mentioned.

(6−i)の改変フィブロインについて説明する。 The modified fibroin of (6-i) will be described.

配列番号4で示されるアミノ酸配列(Met−PRT410)は、天然由来のフィブロインであるNephila clavipes(GenBankアクセッション番号:P46804.1、GI:1174415)の塩基配列及びアミノ酸配列に基づき、(A)モチーフ中のアラニン残基が連続するアミノ酸配列をアラニン残基が連続する数を5つにする等の生産性を向上させるためのアミノ酸の改変を行ったものである。一方、Met−PRT410は、グルタミン残基(Q)の改変は行っていないため、グルタミン残基含有率は、天然由来のフィブロインのグルタミン残基含有率と同程度である。 The amino acid sequence (Met-PRT410) shown in SEQ ID NO: 4 is based on the nucleotide sequence and amino acid sequence of Nephila clavipes (GenBank accession number: P4684.1, GI: 11744415), which is a naturally occurring fibroin, (A) n. The amino acid sequence in which the alanine residues are continuous in the motif is modified to improve the productivity, such as increasing the number of consecutive alanine residues to five. On the other hand, since Met-PRT410 has not been modified for the glutamine residue (Q), the glutamine residue content is about the same as the glutamine residue content of naturally occurring fibroin.

配列番号27で示されるアミノ酸配列(M_PRT888)は、Met−PRT410(配列番号4)中のQQを全てVLに置換したものである。 The amino acid sequence (M_PRT888) shown in SEQ ID NO: 27 is obtained by substituting all QQs in Met-PRT410 (SEQ ID NO: 4) with VL.

配列番号28で示されるアミノ酸配列(M_PRT965)は、Met−PRT410(配列番号4)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。 In the amino acid sequence (M_PRT965) shown in SEQ ID NO: 28, all QQs in Met-PRT410 (SEQ ID NO: 4) are replaced with TS, and the remaining Qs are replaced with A.

配列番号29で示されるアミノ酸配列(M_PRT889)は、Met−PRT410(配列番号4)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 (M_PRT889) shown in SEQ ID NO: 29 is obtained by substituting all QQs in Met-PRT410 (SEQ ID NO: 4) with VL and substituting the remaining Qs with I.

配列番号30で示されるアミノ酸配列(M_PRT916)は、Met−PRT410(配列番号4)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。 In the amino acid sequence (M_PRT916) shown in SEQ ID NO: 30, all QQs in Met-PRT410 (SEQ ID NO: 4) are replaced with VI, and the remaining Qs are replaced with L.

配列番号31で示されるアミノ酸配列(M_PRT918)は、Met−PRT410(配列番号4)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 (M_PRT918) shown in SEQ ID NO: 31, all QQs in Met-PRT410 (SEQ ID NO: 4) are replaced with VF, and the remaining Qs are replaced with I.

配列番号37で示されるアミノ酸配列(M_PRT525)は、Met−PRT410(配列番号4)に対し、アラニン残基が連続する領域(A)に2つのアラニン残基を挿入し、Met−PRT410の分子量とほぼ同じになるよう、C末端側のドメイン配列2つを欠失させ、かつグルタミン残基(Q)13箇所をセリン残基(S)又はプロリン残基(P)に置換したものである。 The amino acid sequence (M_PRT525) shown in SEQ ID NO: 37 has two alanine residues inserted in a region (A 5 ) in which alanine residues are continuous with respect to Met-PRT410 (SEQ ID NO: 4), and has a molecular weight of Met-PRT410. Two domain sequences on the C-terminal side were deleted, and 13 glutamine residues (Q) were replaced with serine residues (S) or proline residues (P) so as to be substantially the same as.

配列番号38で示されるアミノ酸配列(M_PRT699)は、M_PRT525(配列番号37)中のQQを全てVLに置換したものである。 The amino acid sequence (M_PRT699) shown in SEQ ID NO: 38 is obtained by substituting all QQs in M_PRT525 (SEQ ID NO: 37) with VL.

配列番号39で示されるアミノ酸配列(M_PRT698)は、M_PRT525(配列番号37)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 (M_PRT698) shown in SEQ ID NO: 39 is obtained by substituting all QQs in M_PRT525 (SEQ ID NO: 37) with VL and substituting the remaining Qs with I.

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38及び配列番号39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: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31, SEQ ID NO: 38 and SEQ ID NO: 39 all have a glutamine residue content of 9% or less (Table 2). ).

Figure 2021080572
Figure 2021080572

(6−i)の改変フィブロインは、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号16又は配列番号17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) may consist of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 16 or SEQ ID NO: 17. ..

(6−ii)の改変フィブロインは、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38又は配列番号39で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。(6−ii)の改変フィブロインもまた、式1:[(A)モチーフ−REP]、又は式2:[(A)モチーフ−REP]−(A)モチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (6-ii) has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31, SEQ ID NO: 38 or SEQ ID NO: 39. It contains an amino acid sequence having. 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.

上述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 modified 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 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9、配列番号10、配列番号11、配列番号12、配列番号13、配列番号19若しくは配列番号20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9、配列番号10、配列番号11、配列番号12、配列番号13、配列番号19若しくは配列番号20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, (6-iii) the amino acid represented by SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 19 or SEQ ID NO: 20. 90% or more of the modified fibroin containing the sequence, or the amino acid sequence set forth in (6-iv) SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 19 or SEQ ID NO: 20. Modified fibroins containing amino acid sequences having sequence identity can be mentioned.

配列番号32、配列番号33、配列番号34、配列番号35、配列番号36、配列番号40及び配列番号41で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号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38及び配列番号39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32、配列番号33、配列番号34、配列番号35、配列番号36、配列番号40及び配列番号41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)。

Figure 2021080572
The amino acid sequences shown by SEQ ID NO: 32, SEQ ID NO: 33, SEQ ID NO: 34, SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 40 and SEQ ID NO: 41 are SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29 and SEQ ID NO: 30, respectively. , The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 5 (including His tag sequence and hinge sequence) is added to the N-terminal of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 31, SEQ ID NO: 38 and SEQ ID NO: 39. Since only the tag sequence was added to the N-terminal, there was no change in the glutamine residue content, and SEQ ID NO: 32, SEQ ID NO: 33, SEQ ID NO: 34, SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 40 and SEQ ID NO: 41. All of the amino acid sequences shown in (Table 3) have a glutamine residue content of 9% or less (Table 3).
Figure 2021080572

(6−iii)の改変フィブロインは、配列番号32、配列番号33、配列番号34、配列番号35、配列番号36、配列番号40又は配列番号41で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。 The modified fibroin of (6-iii) may consist of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 32, SEQ ID NO: 33, SEQ ID NO: 34, SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 40 or SEQ ID NO: 41. ..

(6−iv)の改変フィブロインは、配列番号32、配列番号33、配列番号34、配列番号35、配列番号36、配列番号40又は配列番号41で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。(6−iv)の改変フィブロインもまた、式1:[(A)モチーフ−REP]、又は式2:[(A)モチーフ−REP]−(A)モチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 The modified fibroin (6-iv) has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 32, SEQ ID NO: 33, SEQ ID NO: 34, SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 40 or SEQ ID NO: 41. It contains an amino acid sequence having. 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.

上述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 modified fibroin described above 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.

<改変フィブロインの製造方法>
上記いずれの実施形態に係る改変フィブロイン(以下、単に「タンパク質」という場合がある)も、例えば、当該タンパク質をコードする核酸配列と、当該核酸配列に作動可能に連結された1又は複数の調節配列とを有する発現ベクターで形質転換された宿主により、当該核酸を発現させることにより生産することができる。
<Manufacturing method of modified fibroin>
The modified fibroin according to any of the above embodiments (hereinafter, may be simply referred to as “protein”) also includes, for example, a nucleic acid sequence encoding the protein and one or more regulatory sequences operably linked to the nucleic acid sequence. It can be produced by expressing the nucleic acid in a host transformed with an expression vector having.

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

調節配列は、宿主における改変フィブロインの発現を制御する配列(例えば、プロモーター、エンハンサー、リボソーム結合配列、転写終結配列等)であり、宿主の種類に応じて適宜選択することができる。プロモーターとして、宿主細胞中で機能し、改変フィブロインを発現誘導可能な誘導性プロモーターを用いてもよい。誘導性プロモーターは、誘導物質(発現誘導剤)の存在、リプレッサー分子の非存在、又は温度、浸透圧若しくはpH値の上昇若しくは低下等の物理的要因により、転写を制御できるプロモーターである。 The regulatory sequence is a sequence that controls the expression of modified fibroin in the host (for example, promoter, enhancer, ribosome binding sequence, 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 modified fibroin 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、改変フィブロインをコードする核酸を転写できる位置にプロモーターを含有しているものが好適に用いられる。 The type of expression vector can be appropriately selected depending on the type of host, such as a plasmid vector, a viral vector, a cosmid vector, a phosmid vector, and an artificial chromosome vector. As the expression vector, a vector containing a promoter at a position capable of autonomous replication in a host cell, integration into a host chromosome, and transcription of a nucleic acid encoding modified fibroin is preferably used.

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

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

原核生物を宿主とする場合、改変フィブロインをコードする核酸を導入するベクターとしては、例えば、pBTrp2(ベーリンガーマンハイム社製)、pGEX(Pharmacia社製)、pUC18、pBluescriptII、pSupex、pET22b、pCold、pUB110、pNCO2(特開2002−238569号公報)等を挙げることができる。 When a prokaryote is used as a host, as a vector into which a nucleic acid encoding modified fibroin is introduced, for example, pBTrp2 (manufactured by Boehringer Mannheim), pGEX (manufactured by Pharmacia), pUC18, pBluescriptII, pSupex, pET22b, pCold, pUB110, Examples thereof include pNCO2 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-238569).

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

真核生物を宿主とする場合、改変フィブロインをコードする核酸を導入するベクターとしては、例えば、YEp13(ATCC37115)、YEp24(ATCC37051)等を挙げることができる。上記宿主細胞への発現ベクターの導入方法としては、上記宿主細胞へDNAを導入する方法であればいずれも用いることができる。例えば、カルシウムイオンを用いる方法〔Proc. Natl. Acad. Sci. USA,69,2110(1972)〕、エレクトロポレーション法、スフェロプラスト法、プロトプラスト法、酢酸リチウム法、コンピテント法等を挙げることができる。 When a eukaryote is used as a host, examples of the vector into which the nucleic acid encoding the modified fibroin is introduced include YEp13 (ATCC37115) and YEp24 (ATCC37051). 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核酸の発現方法としては、直接発現のほか、モレキュラー・クローニング第2版に記載されている方法等に準じて、分泌生産、融合タンパク質発現等を行うことができる。 As a method for expressing nucleic acid 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. ..

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

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

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

発現させた改変フィブロインの単離、精製は通常用いられている方法で行うことができる。例えば、当該タンパク質が、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、硫安等による塩析法、脱塩法、有機溶媒による沈殿法、ジエチルアミノエチル(DEAE)−セファロース、DIAION HPA−75(三菱化成社製)等のレジンを用いた陰イオン交換クロマトグラフィー法、S−Sepharose FF(Pharmacia社製)等のレジンを用いた陽イオン交換クロマトグラフィー法、ブチルセファロース、フェニルセファロース等のレジンを用いた疎水性クロマトグラフィー法、分子篩を用いたゲルろ過法、アフィニティークロマトグラフィー法、クロマトフォーカシング法、等電点電気泳動等の電気泳動法等の方法を単独又は組み合わせて使用し、精製標品を得ることができる。 The modified fibroin expressed can be isolated and purified by a commonly used method. For example, when the protein 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, a French press, or manton gaulin. Crush the host cells with a homogenizer, dynomil, or the like to obtain a cell-free extract. From the supernatant obtained by centrifuging 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 sulfuric acid, 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、改変フィブロインが細胞内に不溶体を形成して発現した場合は、同様に宿主細胞を回収後、破砕し、遠心分離を行うことにより、沈殿画分として改変フィブロインの不溶体を回収する。回収した改変フィブロインの不溶体はタンパク質変性剤で可溶化することができる。該操作の後、上記と同様の単離精製法により改変フィブロインの精製標品を得ることができる。当該タンパク質が細胞外に分泌された場合には、培養上清から当該タンパク質を回収することができる。すなわち、培養物を遠心分離等の手法により処理することにより培養上清を取得し、その培養上清から、上記と同様の単離精製法を用いることにより、精製標品を得ることができる。 When the modified fibroin is expressed by forming an insoluble matter in the cells, the insoluble matter of the modified fibroin is recovered as a precipitation fraction by similarly collecting the host cell, crushing the host cell, and centrifuging the cell. The insoluble form of the recovered modified fibroin can be solubilized with a protein denaturing agent. After the operation, a purified preparation of modified fibroin can be obtained by the same isolation and purification method as described above. When the protein is secreted extracellularly, the protein 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.

<タンパク質(改変フィブロイン)繊維の製造方法>
タンパク質繊維がタンパク質フィラメントである場合、タンパク質フィラメントは、公知の紡糸方法によって製造することができる。すなわち、例えば、改変フィブロインを主成分として含むタンパク質フィラメントを製造する際には、まず、上述した方法に準じて製造した改変フィブロイン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する。次いで、このドープ液を用いて、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、タンパク質フィラメントを得ることができる。好ましい紡糸方法としては、湿式紡糸又は乾湿式紡糸を挙げることができる。
<Method for producing protein (modified fibroin) fiber>
When the protein fiber is a protein filament, the protein filament can be produced by a known spinning method. That is, for example, when producing a protein filament containing modified fibroin as a main component, first, the modified fibroin produced according to the above-mentioned method is dimethyl sulfoxide (DMSO), N, N-dimethylformamide (DMF), and formic acid. Or, if necessary, it is added to a solvent such as hexafluoroisopropanol (HFIP) together with an inorganic salt as a dissolution accelerator and dissolved to prepare a dope solution. Then, using this doping solution, a protein filament can be obtained by spinning by a known spinning method such as wet spinning, dry spinning, dry wet spinning, or melt spinning. Preferred spinning methods include wet spinning or dry-wet spinning.

図4は、タンパク質フィラメントを製造するための紡糸装置の一例を概略的に示す説明図である。図4に示す紡糸装置10は、乾湿式紡糸用の紡糸装置の一例であり、押出し装置1と、未延伸糸製造装置2と、湿熱延伸装置3と、乾燥装置4とを有している。 FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing an example of a spinning device for producing a protein filament. The spinning device 10 shown in FIG. 4 is an example of a spinning device for dry / wet spinning, and includes an extrusion device 1, an undrawn yarn manufacturing device 2, a moist heat drawing device 3, and a drying device 4.

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

凝固液11としては、脱溶媒できる溶媒であればよく、例えば、メタノール、エタノール及び2−プロパノール等の炭素数1〜5の低級アルコール、並びにアセトン等を挙げることができる。凝固液11は、適宜水を含んでいてもよい。凝固液11の温度は、0〜30℃であることが好ましい。口金9として、直径0.1〜0.6mmのノズルを有するシリンジポンプを使用する場合、押出し速度は1ホール当たり、0.2〜6.0mL/時間が好ましく、1.4〜4.0mL/時間であることがより好ましい。凝固した改変フィブロインが凝固液11中を通過する距離(実質的には、糸ガイド18aから糸ガイド18bまでの距離)は、脱溶媒が効率的に行える長さがあればよく、例えば、200〜500mmである。未延伸糸の引き取り速度は、例えば、1〜20m/分であってよく、1〜3m/分であることが好ましい。凝固液11中での滞留時間は、例えば、0.01〜3分であってよく、0.05〜0.15分であることが好ましい。また、凝固液11中で延伸(前延伸)をしてもよい。凝固液槽20は多段設けてもよく、また延伸は必要に応じて、各段、又は特定の段で行ってもよい。 The coagulation liquid 11 may be any solvent that can be desolvated, and examples thereof include lower alcohols having 1 to 5 carbon atoms such as methanol, ethanol and 2-propanol, and acetone. The coagulant 11 may contain water as appropriate. The temperature of the coagulating liquid 11 is preferably 0 to 30 ° C. When a syringe pump having a nozzle having a diameter of 0.1 to 0.6 mm is used as the base 9, the extrusion speed is preferably 0.2 to 6.0 mL / hour, and 1.4 to 4.0 mL / hour per hole. More preferably, it is time. The distance through which the coagulated modified fibroin passes through the coagulation liquid 11 (substantially, the distance from the thread guide 18a to the thread guide 18b) may be as long as the solvent can be efficiently removed, for example, 200 to 200. It is 500 mm. The take-up speed of the undrawn yarn may be, for example, 1 to 20 m / min, preferably 1 to 3 m / min. The residence time in the coagulation liquid 11 may be, for example, 0.01 to 3 minutes, preferably 0.05 to 0.15 minutes. Further, stretching (pre-stretching) may be performed in the coagulating liquid 11. The coagulation liquid tank 20 may be provided in multiple stages, and stretching may be performed in each stage or in a specific stage, if necessary.

なお、タンパク質フィラメントを得る際に実施される延伸は、例えば、上記した凝固液槽20内で行う前延伸、及び延伸浴槽21内で行う湿熱延伸の他、乾熱延伸も採用される。 As the stretching performed when obtaining the protein filament, for example, in addition to the pre-stretching performed in the coagulation liquid tank 20 and the moist heat stretching performed in the stretching bath 21, dry heat stretching is also adopted.

湿熱延伸は、温水中、温水に有機溶剤等を加えた溶液中、又はスチーム加熱中で行うことができる。温度としては、例えば、50〜90℃であってよく、75〜85℃が好ましい。湿熱延伸では、未延伸糸(又は前延伸糸)を、例えば、1〜10倍延伸することができ、2〜8倍延伸することが好ましい。 Wet heat stretching can be performed in warm water, in a solution of warm water to which an organic solvent or the like is added, or in steam heating. The temperature may be, for example, 50 to 90 ° C, preferably 75 to 85 ° C. In the moist heat drawing, the undrawn yarn (or the pre-drawn yarn) can be drawn, for example, 1 to 10 times, and preferably 2 to 8 times.

乾熱延伸は、電気管状炉、乾熱板等を使用して行うことができる。温度としては、例えば、140℃〜270℃であってよく、160℃〜230℃が好ましい。乾熱延伸では、未延伸糸(又は前延伸糸)を、例えば、0.5〜8倍延伸することができ、1〜4倍延伸することが好ましい。 Dry heat stretching can be performed using an electric tube furnace, a dry heat plate, or the like. The temperature may be, for example, 140 ° C. to 270 ° C., preferably 160 ° C. to 230 ° C. In the dry heat drawing, the undrawn yarn (or the pre-drawn yarn) can be drawn 0.5 to 8 times, preferably 1 to 4 times.

湿熱延伸及び乾熱延伸はそれぞれ単独で行ってもよく、またこれらを多段で、又は組み合わせて行ってもよい。すなわち、一段目延伸を湿熱延伸で行い、二段目延伸を乾熱延伸で行う、又は一段目延伸を湿熱延伸行い、二段目延伸を湿熱延伸行い、更に三段目延伸を乾熱延伸で行う等、湿熱延伸及び乾熱延伸を適宜組み合わせて行うことができる。 Wet heat stretching and dry heat stretching may be performed individually, or they may be performed in multiple stages or in combination. That is, the first-stage stretching is performed by moist heat stretching, the second stage stretching is performed by dry heat stretching, or the first stage stretching is performed by moist heat stretching, the second stage stretching is performed by moist heat stretching, and the third stage stretching is performed by dry heat stretching. Wet heat stretching and dry heat stretching can be appropriately combined.

最終的な延伸倍率は、その下限値が、未延伸糸(又は前延伸糸)に対して、好ましくは、1倍超、2倍以上、3倍以上、4倍以上、5倍以上、6倍以上、7倍以上、8倍以上、9倍以上のうちのいずれかであり、上限値が、好ましくは40倍以下、30倍以下、20倍以下、15倍以下、14倍以下、13倍以下、12倍以下、11倍以下、10倍以下である。 The lower limit of the final draw ratio is preferably more than 1 time, 2 times or more, 3 times or more, 4 times or more, 5 times or more, 6 times with respect to the undrawn yarn (or pre-drawn yarn). It is any of the above, 7 times or more, 8 times or more, and 9 times or more, and the upper limit values are preferably 40 times or less, 30 times or less, 20 times or less, 15 times or less, 14 times or less, and 13 times or less. , 12 times or less, 11 times or less, 10 times or less.

以上の方法により得られるタンパク質フィラメントの長さは、紡糸の条件により適宜調節することができる。タンパク質フィラメントの長さは特に制限されないが、例えば、1500m越、10000m以上、15000m以上、又は20000m以上とすることもできる。 The length of the protein filament obtained by the above method can be appropriately adjusted depending on the spinning conditions. The length of the protein filament is not particularly limited, but may be, for example, over 1500 m, 10,000 m or more, 15,000 m or more, or 20,000 m or more.

タンパク質繊維がタンパク質ステープルである場合、タンパク質ステープルは、上記の方法により製造したタンパク質フィラメントをカットすることにより製造することができる。タンパク質フィラメントは、卓上型繊維裁断機(s/NO.IT−160201−NP−300)などの任意の装置を用いてカットすることができる。なお、タンパク質フィラメントのカットは、後述する油剤分散液処理工程又は乾燥工程の後に行ってもよい。 When the protein fiber is a protein staple, the protein staple can be produced by cutting the protein filament produced by the above method. The protein filament can be cut using any device such as a tabletop fiber cutting machine (s / NO.IT-160201-NP-300). The protein filament may be cut after the oil dispersion treatment step or the drying step described later.

タンパク質ステープルの長さは、特に制限されないが、20mm以上、20〜140mm、70〜140mm、又は20〜70mmであってもよい。 The length of the protein staple is not particularly limited, but may be 20 mm or more, 20 to 140 mm, 70 to 140 mm, or 20 to 70 mm.

<油剤分散液処理工程>
油剤分散液処理工程では、例えば上記の方法により得られたタンパク質繊維を油剤分散液に接触させることにより、タンパク質繊維に油剤を付着させるとともにタンパク質繊維を捲縮させる。タンパク質繊維は、例えば、タンパク質繊維を油剤分散液に浸漬することにより、油剤分散液と接触させることができる。本発明におけるタンパク質繊維は水と接触することにより収縮し、捲縮される。したがって、油剤分散液処理工程を経たタンパク質繊維は、捲縮(クリンプ)を有する。捲縮量は、例えば、10〜100個/40mm又は20〜40個/40mmである。
<Oil dispersion liquid treatment process>
In the oil agent dispersion treatment step, for example, the protein fibers obtained by the above method are brought into contact with the oil agent dispersion to attach the oil agent to the protein fibers and crimp the protein fibers. The protein fiber can be brought into contact with the oil agent dispersion, for example, by immersing the protein fiber in the oil agent dispersion. The protein fibers in the present invention contract and are crimped when they come into contact with water. Therefore, the protein fibers that have undergone the oil dispersion treatment step have crimps. The amount of crimp is, for example, 10 to 100 pieces / 40 mm or 20 to 40 pieces / 40 mm.

油剤分散液は、水性溶媒及び水性溶媒に分散された油剤を含む。水性溶媒とは、水を含む液体である。水性溶媒は水であってもよいし、水と親水性溶媒との混合液であってもよい。親水性溶媒としては、例えば、エタノール及びメタノール等の揮発性溶媒を用いることができる。水性溶媒は、水とエタノールとの混合溶液であることが好ましい。揮発性溶媒を含む水性溶媒を使用することで、タンパク質繊維が早く乾燥し、最終的に得られる油剤付着タンパク質捲縮繊維がより柔らかな風合いとなる。水と揮発性溶媒との比率は、特に限定されず、例えば、水:揮発性溶媒は、質量比で10:90〜90:10であってもよい。 The oil agent dispersion liquid contains an aqueous solvent and an oil agent dispersed in an aqueous solvent. The aqueous solvent is a liquid containing water. The aqueous solvent may be water or a mixed solution of water and a hydrophilic solvent. As the hydrophilic solvent, for example, a volatile solvent such as ethanol and methanol can be used. The aqueous solvent is preferably a mixed solution of water and ethanol. By using an aqueous solvent containing a volatile solvent, the protein fibers dry quickly, and the finally obtained oil-adhered protein crimped fibers have a softer texture. The ratio of water to the volatile solvent is not particularly limited, and for example, the water: volatile solvent may have a mass ratio of 10:90 to 90:10.

油剤は特に限定されず、タンパク質繊維に付与する特性に応じて、公知の油剤から選択することができる。油剤は、帯電防止用、摩擦軽減用、柔軟性付与用、撥水性付与用等、油剤付着タンパク質捲縮繊維及びそれを用いた製品の製造における各工程を円滑に実施するための特性を付与するもの(すなわち、工程通過用)であってもよいし、油剤付着タンパク質捲縮繊に柔軟性、帯電防止性等の所望の特性を付与するもの(すなわち、機能特性付与用又は仕上げ用)であってもよい。油剤の量は、特に限定されないが、水性溶媒と油剤の全量に対して、1〜10質量%が好ましく、2〜5質量%がより好ましい。 The oil agent is not particularly limited, and can be selected from known oil agents according to the properties imparted to the protein fiber. The oil agent imparts properties for smoothly carrying out each process in the manufacture of the oil-adhered protein crimped fiber and the product using the oil agent, such as for antistatic, friction-reducing, flexibility-imparting, and water-repellent-imparting. It may be one (that is, for passing through a process), or one that imparts desired properties such as flexibility and antistatic property to an oil-adhered protein crimped fiber (that is, for imparting functional properties or for finishing). You may. The amount of the oil agent is not particularly limited, but is preferably 1 to 10% by mass, more preferably 2 to 5% by mass, based on the total amount of the aqueous solvent and the oil agent.

油剤分散液の温度は、例えば、10℃以上かつ100℃未満、10〜60℃、20〜50℃、30〜40℃であってよい。油剤分散液の温度によってタンパク質繊維の収縮率が変化するため、油剤分散液の温度を調節することにより捲縮量(捲縮の度合い)を制御することができる。油剤分散液をタンパク質繊維に接触させる時間は、特に制限されず、30秒以上、1分以上、又は2分以上であってよく、生産性の観点から10分以下であることが好ましい。タンパク質繊維への油剤分散液の接触は、常圧下で行ってもよく、減圧下(例えば、真空)で行ってもよい。 The temperature of the oil dispersion may be, for example, 10 ° C. or higher and lower than 100 ° C., 10 to 60 ° C., 20 to 50 ° C., and 30 to 40 ° C. Since the shrinkage rate of protein fibers changes depending on the temperature of the oil dispersion, the amount of crimping (degree of crimping) can be controlled by adjusting the temperature of the oil dispersion. The time for contacting the oil dispersion with the protein fibers is not particularly limited, and may be 30 seconds or longer, 1 minute or longer, or 2 minutes or longer, and preferably 10 minutes or shorter from the viewpoint of productivity. The contact of the oil dispersion liquid with the protein fibers may be carried out under normal pressure or under reduced pressure (for example, vacuum).

油剤分散液に接触させた後のタンパク質繊維の収縮率は、7%超、15%以上、25%以上、32%以上、40%以上、48%以上、56%以上、64%以上、又は72%以上となるものであってよい。収縮率は、通常、80%以下である。ここで、タンパク質繊維の収縮率は以下の式によって計算することができる。
収縮率={1−(油剤分散液に接触させた後のタンパク質繊維の長さ/油剤分散液に接触させる前のタンパク質繊維の長さ)}×100(%)
The shrinkage rate of protein fibers after contact with the oil dispersion is more than 7%, 15% or more, 25% or more, 32% or more, 40% or more, 48% or more, 56% or more, 64% or more, or 72. It may be% or more. The shrinkage rate is usually 80% or less. Here, the shrinkage rate of protein fibers can be calculated by the following formula.
Shrinkage rate = {1- (length of protein fiber after contact with oil dispersion / length of protein fiber before contact with oil dispersion)} x 100 (%)

なお、水性溶媒を含む油剤分散液との接触によるタンパク質繊維の捲縮は、好ましくはタンパク質繊維に対して引張力が何ら加えられない(繊維軸方向に何ら緊張されない)状態、又は所定の大きさだけ加えられた(繊維軸方向に所定量だけ緊張させられた)状態で実施される。その際にタンパク質繊維に加えられる引張力を調整することで、捲縮の程度をコントロールすることが可能となる。タンパク質繊維に加えられる引張力の調整方法としては、例えば、タンパク質繊維に様々な重さの重りを吊す等して、それらフィラメントやステープルに対して負荷される荷重を調整する方法、タンパク質繊維を弛ませた状態で両末端を固定するとともに、その弛み量を種々変更する方法、タンパク質繊維を紙管又はボビン等の被巻回体に巻き付けるとともに、その際の巻き付け力(紙管やボビンへの締付力)を適宜に変更する方法等が挙げられる。 The crimping of the protein fiber due to contact with the oil agent dispersion liquid containing an aqueous solvent is preferably in a state where no tensile force is applied to the protein fiber (no tension is applied in the fiber axis direction), or a predetermined size. It is carried out with only added (tensioned by a predetermined amount in the fiber axis direction). By adjusting the tensile force applied to the protein fiber at that time, it is possible to control the degree of crimping. Examples of the method of adjusting the tensile force applied to the protein fiber include a method of adjusting the load applied to the filaments and staples by suspending weights of various weights on the protein fiber, and a method of relaxing the protein fiber. A method of fixing both ends in a slack state and changing the amount of slack in various ways, winding protein fibers around a wound body such as a paper tube or bobbin, and winding force at that time (tightening to the paper tube or bobbin) A method of appropriately changing the force) can be mentioned.

<乾燥工程>
タンパク質繊維に油剤分散液を接触させた後、タンパク質繊維を乾燥してもよい。乾燥方法は、特に限定されず、自然乾燥でもよく、乾燥設備を使用して強制的にタンパク質繊維を乾燥させてもよい。油剤分散液による捲縮とその後の乾燥は、連続的に行うことができる。具体的には、例えば、ボビンからタンパク質繊維を送り出しながら、油剤分散液中に浸漬した後、熱風を吹き付けるか、又はホットローラー上に送り出すことで乾燥することができる。乾燥温度としては、特に限定されず、例えば、20〜150℃、40〜120℃、60〜100℃であってよい。
<Drying process>
The protein fibers may be dried after the oil dispersion is brought into contact with the protein fibers. The drying method is not particularly limited, and natural drying may be used, or the protein fibers may be forcibly dried using a drying facility. The crimping with the oil dispersion and the subsequent drying can be performed continuously. Specifically, for example, the protein fibers can be sent out from the bobbin, immersed in an oil dispersion, and then blown with hot air or sent out onto a hot roller for drying. The drying temperature is not particularly limited, and may be, for example, 20 to 150 ° C, 40 to 120 ° C, and 60 to 100 ° C.

以上述べたように、本発明に係る油剤付着タンパク質捲縮繊維の製造方法において、タンパク質繊維は水に接触させることにより収縮し、捲縮する。このため、本発明に係る方法によれば、水性溶媒を含む油剤分散液を用いることによって、タンパク質繊維の捲縮とタンパク質繊維への油剤の付着とを同時に行うことができ、よって、油剤付着タンパク質捲縮繊維を効率的に製造することがでる。また、上述したように、本発明の方法において使用するタンパク質繊維は、水に接触させることにより収縮するが、一度水に接触して収縮すると、次に水に接触した際の収縮率が格段に低下する。本発明に係る方法により製造される油剤付着タンパク質捲縮繊維は、上述のように既に水に接触して収縮したものであるため、油剤付着タンパク質捲縮繊維の保管中、又は、油剤付着タンパク質捲縮繊維を用いた製品の製造工程中に油剤付着タンパク質捲縮繊維が再び吸湿した場合であっても、吸湿による収縮を低減することができ、よって油剤付着タンパク質捲縮繊維及びこれを用いた製品の寸法の変化を低減することができる。 As described above, in the method for producing an oil-adhered protein crimped fiber according to the present invention, the protein fiber shrinks and crimps when it comes into contact with water. Therefore, according to the method according to the present invention, by using the oil agent dispersion liquid containing an aqueous solvent, the protein fibers can be crimped and the oil agent can be attached to the protein fibers at the same time. It is possible to efficiently produce crimped fibers. Further, as described above, the protein fiber used in the method of the present invention shrinks when it comes into contact with water, but once it comes into contact with water and shrinks, the shrinkage rate when it comes into contact with water next time is remarkably reduced. descend. Since the oil-adhered protein crimped fiber produced by the method according to the present invention has already contracted in contact with water as described above, the oil-adhered protein crimped fiber is being stored or the oil-adhered protein crimped fiber is rolled. Even if the oil-adhered protein crimped fiber absorbs moisture again during the manufacturing process of the product using the crimped fiber, the shrinkage due to the moisture absorption can be reduced. Therefore, the oil-adhered protein crimped fiber and the product using the same. It is possible to reduce the change in the dimensions of.

本発明に係る方法により製造される油剤付着タンパク質捲縮繊維は、例えば、不織布及びコンポジット(樹脂等の基材との複合材料)の製造に利用できる。また、油剤付着タンパク質捲縮繊維がステープルである場合、紡績糸の製造に利用することもできる。 The oil-adhered protein crimped fiber produced by the method according to the present invention can be used, for example, for producing a non-woven fabric and a composite (composite material with a base material such as resin). Further, when the oil-adhered protein crimped fiber is a staple, it can also be used for producing a spun yarn.

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

<改変クモ糸フィブロインの製造>
(1)プラスミド発現株の作製
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に基づき、配列番号13で示されるアミノ酸配列を有する改変フィブロイン(以下、「PRT799」ともいう。)を設計した。なお、配列番号13で示されるアミノ酸配列は、ネフィラ・クラビペス由来のフィブロインのアミノ酸配列に対して、生産性の向上を目的としてアミノ酸残基の置換、挿入及び欠失を施したアミノ酸配列を有し、さらにN末端に配列番号5で示されるアミノ酸配列(タグ配列及びヒンジ配列)が付加されている。
<Manufacturing of modified spider silk fibroin>
(1) Preparation of plasmid expression strain Based on the nucleotide sequence and amino acid sequence of fibroin (GenBank accession number: P4684.1, GI: 11744415) derived from Nephila clavipes, the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 13 was obtained. A modified fibroin having (hereinafter, also referred to as “PRT799”) was designed. The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 13 has an amino acid sequence in which amino acid residues are substituted, inserted or deleted for the purpose of improving productivity with respect to the amino acid sequence of fibroin derived from Nephila clavipes. Further, the amino acid sequence (tag sequence and hinge sequence) shown by SEQ ID NO: 5 is added to the N-terminal.

次に、PRT799をコードする核酸を合成した。当該核酸には、5’末端にNdeIサイト及び終止コドン下流にEcoRIサイトを付加した。当該核酸をクローニングベクター(pUC118)にクローニングした。その後、同核酸をNdeI及びEcoRIで制限酵素処理して切り出した後、タンパク質発現ベクターpET−22b(+)に組換えて発現ベクターを得た。 Next, a nucleic acid encoding PRT799 was 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. The 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 a protein expression vector pET-22b (+) to obtain an expression vector.

(2)タンパク質の発現
配列番号13で示されるアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする核酸を含むpET22b(+)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。
(2) Protein expression Escherichia coli BLR (DE3) was transformed with a pET22b (+) expression vector containing a nucleic acid encoding a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 13. 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 culture solution temperature was maintained at 30 ° C., and flask culture was carried out until the OD 600 reached 5, (about 15 hours) to obtain a seed culture solution.

Figure 2021080572
Figure 2021080572

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. Further, the dissolved oxygen concentration in the culture solution was maintained at 20% of the dissolved oxygen saturation concentration.

Figure 2021080572
Figure 2021080572

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. 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 medium 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.

(3)タンパク質の精製
IPTGを添加してから2時間後に回収した菌体を20mM Tris−HCl buffer(pH7.4)で洗浄した。洗浄後の菌体を約1mMのPMSFを含む20mMTris−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20mMTris−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、20mMNaCl、1mMTris−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、改変クモ糸フィブロイン「PRT799」を得た。
(3) Purification of 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 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 and 30 at 60 ° C. Stir for minutes with a stirrer to dissolve. After dissolution, dialysis was performed with water using a dialysis tube (cellulose tube 36/32 manufactured by Sanko Junyaku Co., Ltd.). The white aggregated protein obtained after dialysis was recovered by centrifugation, water was removed by a freeze-dryer, and the freeze-dried powder was recovered to obtain a modified spider silk fibroin "PRT799".

<タンパク質フィラメントの製造>
(1)ドープ液の調製
DMSOに、上述の改変フィブロイン(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、改変フィブロインを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。
<Manufacturing of protein filament>
(1) Preparation of Dope Solution The above-mentioned modified fibroin (PRT799) was added to 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 modified 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.

(2)紡糸
上記のようにして得られたドープ液と図4に示される紡糸装置10を用いて公知の乾湿式紡糸を行い、タンパク質フィラメントを得た。得られたタンパク質フィラメントはボビンに巻きとった。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:4.52倍
乾燥温度:80℃
(2) Spinning A protein filament was obtained by performing known dry-wet spinning using the doping solution obtained as described above and the spinning device 10 shown in FIG. The resulting protein filament was wound around a bobbin. Here, dry-wet spinning was performed under the following conditions.
Coagulant (methanol) temperature: 5-10 ° C
Stretching ratio: 4.52 times Drying temperature: 80 ° C

<実施例>
上記のようにして得られたタンパク質フィラメントを複数本束ね、卓上型繊維裁断機で40mmの長さにカットしてタンパク質ステープルを作製した。タンパク質ステープルを20℃の油剤分散液に1分浸漬して、タンパク質ステープルに油剤を付着させるとともに、タンパク質ステープルを捲縮させた。油剤分散液としては、市販の帯電防止用油剤を1質量%の濃度となるように水に分散させたものを使用した。なお、油剤分散液に浸漬したことによるタンパク質ステープルの収縮率は50%であった。次いで、タンパク質ステープルを40℃で18時間乾燥させて、油剤付着タンパク質捲縮ステープルを得た。得られた油剤付着タンパク質捲縮ステープルを図5に示す。
<Example>
A plurality of protein filaments obtained as described above were bundled and cut into a length of 40 mm with a tabletop fiber cutting machine to prepare protein staples. The protein staples were immersed in an oil dispersion at 20 ° C. for 1 minute to attach the oil to the protein staples and crimp the protein staples. As the oil agent dispersion liquid, a commercially available antistatic oil agent dispersed in water so as to have a concentration of 1% by mass was used. The shrinkage rate of the protein staples by immersing in the oil dispersion was 50%. The protein staples were then dried at 40 ° C. for 18 hours to give oil-adhered protein crimped staples. The obtained oil-adhered protein crimp staples are shown in FIG.

<参考例>
実施例と同様にして得られたタンパク質フィラメントを複数本束ねてカットすることで、無捲縮のタンパク質ステープルを得た。得られた無捲縮タンパク質ステープルを図6に示す。
<Reference example>
A plurality of protein filaments obtained in the same manner as in Examples were bundled and cut to obtain non-crimped protein staples. The obtained non-crimped protein staples are shown in FIG.

1…押出し装置、2…未延伸糸製造装置、3…湿熱延伸装置、4…乾燥装置、6…ドープ液、10…紡糸装置、20…凝固液槽、21…延伸浴槽、36…タンパク質フィラメント。 1 ... Extruding device, 2 ... Undrawn yarn manufacturing device, 3 ... Moist heat drawing device, 4 ... Drying device, 6 ... Dope solution, 10 ... Spinning device, 20 ... Coagulation liquid tank, 21 ... Stretching bath, 36 ... Protein filament.

Claims (6)

水性溶媒及び前記水性溶媒に分散された油剤を含む油剤分散液にタンパク質繊維を接触させて、前記タンパク質繊維に前記油剤を付着させるとともに前記タンパク質繊維を捲縮させる工程を含み、
前記タンパク質繊維は改変フィブロインを含む、油剤付着タンパク質捲縮繊維の製造方法。
It comprises a step of bringing a protein fiber into contact with an aqueous solvent and an oil agent dispersion containing an oil agent dispersed in the aqueous solvent to attach the oil agent to the protein fiber and crimp the protein fiber.
A method for producing an oil-adhered protein crimped fiber, wherein the protein fiber contains modified fibroin.
前記タンパク質繊維の、下式で定義される収縮率が7%超である、請求項1に記載の製造方法。
収縮率={1−(水性溶媒に接触させた後のタンパク質繊維の長さ/水性溶媒に接触させる前のタンパク質繊維の長さ)}×100(%)
The production method according to claim 1, wherein the shrinkage rate of the protein fiber defined by the following formula is more than 7%.
Shrinkage rate = {1- (length of protein fiber after contact with aqueous solvent / length of protein fiber before contact with aqueous solvent)} × 100 (%)
前記改変フィブロインが、改変クモ糸フィブロインである、請求項1又は2に記載の製造方法。 The production method according to claim 1 or 2, wherein the modified fibroin is modified spider silk fibroin. 前記水性溶媒の温度が、10℃以上かつ100℃未満である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 3, wherein the temperature of the aqueous solvent is 10 ° C. or higher and lower than 100 ° C. 捲縮されかつ前記油剤が付着された前記タンパク質繊維を乾燥させる工程を更に備える、請求項1〜4のいずれか一項に記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 4, further comprising a step of drying the protein fiber that has been crimped and to which the oil agent is attached. 前記水性溶媒が揮発性溶媒を更に含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 5, wherein the aqueous solvent further contains a volatile solvent.
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Family Cites Families (6)

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JPH0578932A (en) * 1990-03-26 1993-03-30 Nitto Boseki Co Ltd Production of shape memory protein yarn
CA2459777A1 (en) * 2001-08-29 2003-03-13 University Of Wyoming Spider silk protein encoding nucleic acids, polypeptides, antibodies and method of use thereof
WO2011113446A1 (en) * 2010-03-17 2011-09-22 Amsilk Gmbh Method for production of polypeptide containing fibres
EP2716798B1 (en) * 2011-06-01 2019-12-18 Spiber Inc. Artificial polypeptide fiber and method for producing same
JP5584932B2 (en) * 2011-11-02 2014-09-10 スパイバー株式会社 Method for producing protein fiber
JP5407009B1 (en) * 2012-06-28 2014-02-05 スパイバー株式会社 Method for producing native protein fiber

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