JP2022160006A - Synthetic leather and production method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、合成皮革及びその製造方法に関する。 The present invention relates to synthetic leather and its manufacturing method.
従来から、天然皮革の代替品として人工皮革等の合成皮革が使用されている。合成皮革は、供給に限界がある天然皮革とは異なって、人工的に大量生産が可能なため、近年では、衣料品、靴、バック等の装飾品、各種のカバー、家具類等、より広い用途に用いられるようになってきている。 BACKGROUND ART Conventionally, synthetic leather such as artificial leather has been used as a substitute for natural leather. Unlike natural leather, which is limited in supply, synthetic leather can be artificially mass-produced. It has come into use.
例えば、特許文献1には、糊剤高分子物質で前処理した不織布にポリウレタン樹脂溶液を含浸させて湿式凝固させた後、糊剤高分子物質を除去して人工皮革を製造する方法において、不織布を反応性メチルHシリコンと金属触媒との混合エマルジョンに含浸させた後100~150℃にて加熱する工程を含むことを特徴とする人工皮革の製造方法が開示されている。
For example,
ところが、特許文献1に開示されるような人工皮革等の合成皮革では、不織布と高分子物質とがいずれも合成樹脂にて構成されていることから、吸湿性に乏しいうえ、合成樹脂が主に石油由来であることから、合成皮革を製造するのに多大なエネルギーを要するという問題があった。このような問題を解決するためには、不織布及び高分子物質のうち、少なくとも主材である不織布をタンパク質材料で構成することが考えられる。ところが、タンパク質材料には、水との接触によって収縮してしまうものがあり、そのようなタンパク質材料を用いて製造される合成皮革においては、水との接触によって著しい寸法変化を生じることが懸念される。
However, in synthetic leather such as artificial leather as disclosed in
本発明は、上記事情に鑑みたものであり、充分な吸湿性を有しながらも、水との接触による寸法変化を可及的に抑えることができ、かつ、製造に要するエネルギーが低減された合成皮革を提供することを目的とする。本発明はまた、充分な吸湿性を有しながらも、水との接触による寸法変化を可及的に抑えることができ、かつ、製造に要するエネルギーを低減することが可能な合成皮革の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and while having sufficient hygroscopicity, it is possible to suppress dimensional changes due to contact with water as much as possible, and the energy required for manufacturing is reduced. The purpose is to provide synthetic leather. The present invention also provides a method for producing a synthetic leather that has sufficient hygroscopicity, can suppress dimensional changes due to contact with water as much as possible, and can reduce the energy required for production. intended to provide
本発明は、例えば、以下の各発明に関する。
[1]
不織布と高分子物質とを含む基材層を備え、上記不織布が、タンパク質繊維を含み、かつ防縮されている合成皮革。
[2]
下記式Iで定義される繊維密度増加率が20%以上である、[1]に記載の合成皮革。
繊維密度増加率={(防縮処理後の不織布の繊維密度/防縮処理前の不織布の繊維密度)-1}×100(%) …(式I)
[3]
上記タンパク質繊維は、下記式IIで定義される湿潤時収縮率が2%以上である、[1]又は[2]に記載の合成皮革。
湿潤時収縮率={1-(水に接触させて湿潤状態にしたタンパク質繊維の長さ/紡糸後、水と接触する前のタンパク質繊維の長さ)}×100(%) …(式II)
[4]
上記タンパク質繊維は、下記式IIIで定義される乾燥時収縮率が7%超である、[1]~[3]のいずれかに記載の合成皮革。
乾燥時収縮率={1-(乾燥状態にしたタンパク質繊維の長さ/紡糸後、水と接触する前のタンパク質繊維の長さ)}×100(%) …(式III)
[5]
上記不織布の繊維密度が0.04g/cm2以上である、[1]~[4]のいずれかに記載の合成皮革。
[6]
上記タンパク質繊維が、改変フィブロインを含む、[1]~[5]のいずれかに記載の合成皮革。
[7]
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、[6]に記載の合成皮革。
[8]
不織布に高分子物質を含む含浸液を含浸し、上記高分子物質を凝固させて基材層を形成する工程を備え、上記不織布がタンパク質繊維を含み、かつ防縮されている、合成皮革の製造方法。
[9]
上記不織布が、水分との接触による水収縮によって防縮されている、[8]に記載の合成皮革の製造方法。
The present invention relates to, for example, the following inventions.
[1]
Synthetic leather comprising a base layer comprising a non-woven fabric and a polymeric material, wherein the non-woven fabric comprises protein fibers and is shrink-proof.
[2]
The synthetic leather according to [1], wherein the fiber density increase rate defined by the following formula I is 20% or more.
Fiber density increase rate = {(fiber density of non-woven fabric after shrink-proofing/fiber density of non-woven fabric before shrink-proofing) - 1} x 100 (%) (Formula I)
[3]
The synthetic leather according to [1] or [2], wherein the protein fiber has a wet shrinkage of 2% or more as defined by the following formula II.
Wet shrinkage = {1-(length of protein fiber brought into wet state by contact with water/length of protein fiber after spinning but before contact with water)} x 100 (%) (Formula II)
[4]
The synthetic leather according to any one of [1] to [3], wherein the protein fiber has a dry shrinkage of more than 7% as defined by the following formula III.
Dry shrinkage = {1-(length of protein fiber in dry state/length of protein fiber after spinning before contact with water)} x 100 (%) (Formula III)
[5]
The synthetic leather according to any one of [1] to [4], wherein the nonwoven fabric has a fiber density of 0.04 g/cm 2 or more.
[6]
The synthetic leather according to any one of [1] to [5], wherein the protein fibers contain modified fibroin.
[7]
The synthetic leather according to [6], wherein the modified fibroin is modified spider silk fibroin.
[8]
A method for producing synthetic leather, comprising the step of impregnating a nonwoven fabric with an impregnating liquid containing a polymeric substance and solidifying the polymeric substance to form a base material layer, wherein the nonwoven fabric contains protein fibers and is shrink-proofed. .
[9]
The method for producing synthetic leather according to [8], wherein the nonwoven fabric is shrink-proofed by water shrinkage due to contact with water.
本発明によれば、充分な吸湿性を有しながらも、水との接触による寸法変化を可及的に抑えることができ、かつ、製造に要するエネルギーが低減された合成皮革を提供することができる。また、本発明によれば、充分な吸湿性を有しながらも、水との接触による寸法変化を可及的に抑えることができ、かつ、製造に要するエネルギーを低減することが可能な合成皮革の製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to provide a synthetic leather that has sufficient hygroscopicity, can suppress dimensional change due to contact with water as much as possible, and has reduced energy required for manufacturing. can. Further, according to the present invention, a synthetic leather capable of suppressing dimensional change due to contact with water as much as possible while having sufficient hygroscopicity, and capable of reducing the energy required for manufacturing. can provide a manufacturing method of
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。便宜上、実質的に同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, it demonstrates in detail, referring drawings for the form for implementing this invention. For the sake of convenience, substantially the same elements are given the same reference numerals, and their description may be omitted. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.
本実施形態にかかる合成皮革は、不織布と高分子物質とを含む基材層を備える。基材層は、不織布と、不織布に含浸された高分子物質からなる含浸体とが一体化されなる層ということもでき、又は高分子物質で形成された層の中に不織布が埋設されてなる層ということもできる。 The synthetic leather according to this embodiment includes a base material layer containing a nonwoven fabric and a polymeric material. The substrate layer can also be said to be a layer in which a nonwoven fabric and an impregnated body made of a polymeric substance impregnated in a nonwoven fabric are integrated, or a nonwoven fabric is embedded in a layer formed of a polymeric substance. It can also be called a layer.
本実施形態において、不織布は、タンパク質繊維を含み、かつ防縮されている。本実施形態に係る合成皮革は、主材である不織布がタンパク質繊維を含むため、吸湿性が向上すると共に、製造に要するエネルギーが低減される。また、本実施形態に係る合成皮革は、主材である不織布が防縮されているため、水との接触による寸法変化が抑制されている。 In this embodiment, the nonwoven comprises protein fibers and is shrink proof. In the synthetic leather according to the present embodiment, the nonwoven fabric, which is the main material, contains protein fibers, so that the hygroscopicity is improved and the energy required for manufacturing is reduced. In addition, since the non-woven fabric, which is the main material, of the synthetic leather according to the present embodiment is shrink-proof, dimensional change due to contact with water is suppressed.
合成皮革は、人造皮革とも呼ばれ、例えば、織布、編布、不織布等を基材とし、基材に塩化ビニル、ポリウレタン等の樹脂(高分子)を含浸若しくはコーティングする、又は樹脂(高分子)層を形成することにより、天然皮革様の外観及び機能を有するものである。本明細書において、合成皮革には、いわゆる人工皮革(基材に特殊不織布(ランダム三次元立体構造を有する繊維層を主とした基材にポリウレタン又はそれに類する可撓性を有する高分子物質を含浸させたもの)を用いているもの)も含まれる。 Synthetic leather is also called artificial leather. ) By forming a layer, it has a natural leather-like appearance and function. In this specification, synthetic leather refers to so-called artificial leather (a special nonwoven fabric (a base material mainly composed of a fiber layer having a random three-dimensional three-dimensional structure impregnated with polyurethane or a similar flexible polymeric substance) Also included are those that use
図1は、一実施形態に係る合成皮革の模式断面図である。図1に示す合成皮革10は、不織布1と高分子物質2とを含む基材層3を備える。基材層3は、例えば、不織布1が埋設された高分子物質2の層からなるものであってよい。基材層3は、無孔質層であってもよく、多孔質層であってもよい。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a synthetic leather according to one embodiment.
(不織布)
不織布は、タンパク質繊維を含み、かつ防縮されている。不織布は、例えば、タンパク質繊維を少なくとも一部に含む繊維を用いて、公知の製造方法により製造することができる。具体的には、例えば、タンパク質繊維を少なくとも一部に含む繊維から、乾式法、湿式法及びエアレイド法等でウェブ(単層ウェブ、及び積層ウェブを含む。)を形成させた後、ケミカルボンド法(浸漬法、スプレー法等)及びニードルパンチ法等によりウェブの繊維間を結合させて、不織布を得ることができる。
(non-woven fabric)
The nonwoven comprises protein fibers and is shrink proof. The nonwoven fabric can be produced by a known production method using, for example, fibers at least partially containing protein fibers. Specifically, for example, a web (including a single-layer web and a laminated web) is formed from fibers at least partially containing protein fibers by a dry method, a wet method, an air-laid method, etc., and then a chemical bond method. (immersion method, spray method, etc.), needle punching method, etc. can be used to bond the fibers of the web to obtain a nonwoven fabric.
不織布はまた、例えば、タンパク質を、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、ギ酸、又はヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)等の溶媒に、必要に応じて、溶解促進剤としての無機塩と共に添加し、溶解してドープ液を作製した後、当該ドープ液を用いてエレクトロスピニング法(静電紡糸法)により紡糸することにより得ることもできる。 Nonwoven fabrics can also be used, for example, by combining proteins with solvents such as dimethylsulfoxide (DMSO), N,N-dimethylformamide (DMF), formic acid, or hexafluoroisopropanol (HFIP), optionally with an inorganic solvent as a solubility enhancer. It can also be obtained by adding it together with a salt and dissolving it to prepare a dope solution, and then spinning the dope solution by an electrospinning method (electrostatic spinning method).
不織布は、タンパク質繊維以外の原料繊維を含んでいてもよい。タンパク質繊維以外の原料繊維としては、例えば、ナイロン、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート及びポリテトラフルオロエチレン等の合成繊維、キュプラ、レーヨン及びリヨセル等の再生繊維、並びに綿、麻及び絹等の天然繊維が挙げられる。 The nonwoven fabric may contain raw material fibers other than protein fibers. Examples of raw fibers other than protein fibers include synthetic fibers such as nylon, polyester, polyamide, polyacrylonitrile, polyolefin, polyvinyl alcohol, polyethylene terephthalate and polytetrafluoroethylene; regenerated fibers such as cupra, rayon and lyocell; Natural fibers such as hemp and silk are included.
不織布の繊維密度(目付)、空隙率、かさ密度等は、例えば、ウェブを構成する繊維量を増減すること、積層ウェブの場合は、積層数を増減することにより調整することができる。 The fiber density (basis weight), porosity, bulk density, etc. of the nonwoven fabric can be adjusted, for example, by increasing or decreasing the amount of fibers constituting the web, or by increasing or decreasing the number of laminations in the case of a laminated web.
(防縮処理)
不織布を防縮する方法としては、例えば、紡糸後、水と接触する前のタンパク質繊維を水と接触させて不可逆的に収縮させる方法(水収縮法)、紡糸後、水と接触する前のタンパク質繊維を加熱し、加熱された状態にあるタンパク質繊維を弛緩して不可逆的に収縮させる方法(乾熱収縮法)等を例示できる。水収縮法及び乾熱収縮法のいずれも、不織布を製造する前のタンパク質繊維に対して実施してもよく、製造した後に不織布に対して実施してもよい。
(shrink-proofing)
Methods for shrink-proofing the non-woven fabric include, for example, a method of irreversibly shrinking protein fibers after spinning and before contact with water by contacting them with water (water shrinkage method); is heated, and the protein fibers in the heated state are relaxed and irreversibly shrunk (dry heat shrink method). Both the water shrinking method and the dry heat shrinking method may be performed on the protein fibers before manufacturing the nonwoven fabric or may be performed on the nonwoven fabric after manufacturing.
タンパク質繊維の不可逆的な収縮は、例えば、以下の理由により生ずると考えられる。すなわち、一つの理由は、タンパク質繊維の二次構造又は三次構造に起因すると考えられ、また別の一つの理由は、例えば、製造工程での延伸等によって残留応力を有するタンパク質繊維において、残留応力が緩和されることで生ずると考えられる。 Irreversible contraction of protein fibers is considered to occur for the following reasons, for example. That is, one reason is considered to be due to the secondary structure or tertiary structure of protein fibers, and another reason is that, for example, in protein fibers that have residual stress due to drawing in the manufacturing process, residual stress is generated. It is thought that this is caused by relaxation.
水収縮法は、紡糸後、水と接触する前のタンパク質繊維を水と接触させて不可逆的に収縮させる工程(収縮工程)を備える。当該収縮工程では、水との接触により、外力によらずにタンパク質繊維が収縮する。接触させる水は、液体、気体のいずれの状態の水であってもよい。タンパク質繊維と水を接触させる方法も、特に限定されず、例えば、タンパク質繊維を水中に浸漬する方法、タンパク質繊維に対して、水を常温又は加温したスチーム等の状態で噴霧する方法、タンパク質繊維を水蒸気が充満した高湿度環境下に暴露する方法等が挙げられる。これらの方法の中でも、収縮時間の短縮化が効果的に図れると共に、加工設備の簡素化等が実現できることから、タンパク質繊維を水中に浸漬する方法が好ましい。このタンパク質繊維の水中への浸漬方法としては、具体的には、例えば、タンパク質繊維(又は不織布)を、所定の温度の水が収容された容器内に投入して、水と接触させる方法等がある。 The water shrinkage method includes a step of irreversibly shrinking the protein fibers after spinning with water before contacting with water (shrinking step). In the shrinking process, the protein fibers shrink due to contact with water without being affected by an external force. The water to be contacted may be either liquid or gaseous water. The method of bringing the protein fibers into contact with water is also not particularly limited. and exposing it to a high-humidity environment filled with water vapor. Among these methods, the method of immersing the protein fibers in water is preferable because it effectively shortens the shrinkage time and simplifies the processing equipment. As a method for immersing the protein fiber in water, specifically, for example, a method of putting the protein fiber (or non-woven fabric) into a container containing water at a predetermined temperature and bringing it into contact with water. be.
タンパク質繊維と接触させる水の温度は、特に限定されないが、例えば沸点未満であることが好ましい。このような温度であれば、取扱性及び収縮工程の作業性等が向上する。また水の温度の上限値は、90℃以下であることが好ましく、80℃以下であることがより好ましい。水の温度の下限値は、10℃以上であることが好ましく、40℃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。タンパク質繊維に接触させる水の温度は、タンパク質繊維を構成する繊維に応じて調整することができる。また、水分をタンパク質繊維に接触させている間、水の温度は一定であってもよく、水の温度を所定の温度になるように変動させてもよい。 The temperature of the water to be brought into contact with the protein fibers is not particularly limited, but is preferably below the boiling point, for example. At such a temperature, handleability and workability in the shrinking step are improved. Also, the upper limit of the water temperature is preferably 90° C. or lower, more preferably 80° C. or lower. The lower limit of the water temperature is preferably 10°C or higher, more preferably 40°C or higher, and even more preferably 70°C or higher. The temperature of the water that is brought into contact with the protein fibers can be adjusted according to the fibers that make up the protein fibers. Also, the temperature of the water may be constant while the moisture is in contact with the protein fibers, or the temperature of the water may be varied to a predetermined temperature.
タンパク質繊維と水を接触させる時間は、特に制限されず、例えば、1分以上であってよい。当該時間は、10分以上であってよく、20分以上であってよく、30分以上であってもよい。また、当該時間の上限に特に制限はないが、製造工程の時間を短縮するという観点、及びタンパク質繊維の加水分解のおそれを排除する等の観点から、例えば、120分以下であってよく、90分以下であってよく、60分以下であってもよい。 The time for which the protein fibers are brought into contact with water is not particularly limited, and may be, for example, 1 minute or longer. The time may be 10 minutes or longer, 20 minutes or longer, or 30 minutes or longer. In addition, the upper limit of the time is not particularly limited, but from the viewpoint of shortening the time of the manufacturing process and eliminating the possibility of hydrolysis of protein fibers, it may be, for example, 120 minutes or less. minutes or less, or 60 minutes or less.
水収縮法では、収縮工程に引き続き、タンパク質繊維を水と接触させた後に、乾燥させる工程(乾燥工程)を更に含んでいてもよい。 The water shrinkage method may further include a step of contacting the protein fibers with water and then drying them (drying step), following the shrinking step.
乾燥工程における乾燥方法は、特に限定されず、例えば、自然乾燥でもよく、乾燥設備を使用して強制的に乾燥させてもよい。乾燥温度としては、タンパク質が熱的損傷を受けたりする温度より低い温度であれば何ら限定されるものではないが、一般的には、20~150℃の範囲内の温度であり、40~120℃の範囲内の温度であることが好ましく、60~100℃の範囲内の温度であることがより好ましい。このような温度範囲内であれば、タンパク質の熱的損傷等を生ずることなく、タンパク質繊維を、より迅速かつ効率的に乾燥させることができる。乾燥時間は、乾燥温度等に応じて適宜選択され、例えば、タンパク質繊維の過乾燥による不織布の品質及び物性等への影響が排除されうる時間が採用される。 The drying method in the drying step is not particularly limited, and for example, natural drying may be used, or forced drying may be performed using drying equipment. The drying temperature is not particularly limited as long as it is lower than the temperature at which the protein is thermally damaged. C., more preferably 60-100.degree. Within this temperature range, the protein fibers can be dried more quickly and efficiently without causing thermal damage or the like to the protein. The drying time is appropriately selected according to the drying temperature and the like, and for example, a time that can eliminate the influence of overdrying of the protein fibers on the quality and physical properties of the nonwoven fabric is adopted.
乾熱収縮法は、紡糸後、水と接触する前のタンパク質繊維を加熱する工程(加熱工程)と、加熱された状態にあるタンパク質繊維を弛緩して不可逆的に収縮させる工程(弛緩収縮工程)とを備える。 The dry heat shrinking method includes a step of heating the protein fiber after spinning and before contact with water (heating step), and a step of relaxing the protein fiber in the heated state to irreversibly shrink it (relaxation shrinking step). and
加熱工程では、加熱温度が、タンパク質繊維に用いられるタンパク質の軟化温度以上であることが好ましい。本明細書におけるタンパク質の軟化温度とは、タンパク質繊維の応力緩和による収縮が開始される温度である。タンパク質の軟化温度以上での加熱弛緩収縮では、単に繊維中の水分が離脱するだけでは得られない程度まで繊維が収縮し、その結果、得られたタンパク質繊維は、水との接触による収縮、すなわち寸法変化が充分に抑制される。加熱温度は、80℃以上が好ましく、180℃~280℃がより好ましく、200℃~240℃が更に好ましく、220℃~240℃が更により好ましい。 In the heating step, the heating temperature is preferably equal to or higher than the softening temperature of the protein used for the protein fiber. The softening temperature of protein as used herein is the temperature at which contraction due to stress relaxation of the protein fiber starts. In the heat relaxation shrinkage above the softening temperature of the protein, the fiber shrinks to a degree that cannot be obtained simply by removing the moisture in the fiber, and as a result, the obtained protein fiber shrinks due to contact with water, Dimensional change is sufficiently suppressed. The heating temperature is preferably 80°C or higher, more preferably 180°C to 280°C, still more preferably 200°C to 240°C, and even more preferably 220°C to 240°C.
加熱工程における加熱時間は、加熱処理後の繊維の伸度の観点から、好ましくは60秒以下、より好ましくは30秒以下、更に好ましくは5秒以下である。この加熱時間の長さは、応力には大きな影響を与えないと考えられる。 The heating time in the heating step is preferably 60 seconds or less, more preferably 30 seconds or less, and even more preferably 5 seconds or less, from the viewpoint of the elongation of the fiber after heat treatment. It is believed that this length of heating time does not significantly affect the stress.
弛緩収縮工程では、弛緩倍率は、好ましくは1倍超であり、より好ましくは1.4倍以上であり、更により好ましくは1.7倍以上であり、特に好ましくは2倍以上である。弛緩倍率とは、例えば、タンパク質繊維の巻取り速度に対する送出し速度の比率として把握される。 In the relaxation contraction step, the relaxation ratio is preferably more than 1-fold, more preferably 1.4-fold or more, still more preferably 1.7-fold or more, and particularly preferably 2-fold or more. The relaxation ratio is understood as, for example, the ratio of the protein fiber delivery speed to the protein fiber winding speed.
(高分子物質)
高分子物質(高分子物質で形成された層)は、一般に、溶液の状態で不織布に含浸され、脱溶媒により凝固(固化)して、少なくとも不織布の繊維間の隙間に、繊維に固着した状態で存在する。即ち、高分子物質は、不織布と一体化された、所謂含浸体として、不織布と共に合成皮革の基材層を構成し、不織布の繊維同士を相互に連結させて、基材層の形状を保持し、且つ基材層に対して所定の強度を付与している。このような高分子物質としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル系高分子、アクリロニトリル系高分子等の合成樹脂、並びにタンパク質等が挙げられる。ポリウレタンとしては、例えば、ポリエーテル系ポリウレタン、ポリエステル系ポリウレタン、ポリカーボネート系ポリウレタン等を挙げることができ、これらを1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。ポリウレタンは、例えば、ジイソシアネートとポリオールとを反応させてプレポリマーを合成し、当該プレポリマーと鎖延長剤とを反応させることにより、合成することができる。ジイソシアネートは、芳香族化合物であっても、脂肪族化合物であってもよい。ポリオールは、例えば、ポリエステル、ポリエーテル、ポリカーボネート、シリコン、フッ素樹脂等であってよい。ポリオールとしてポリエーテルを用いると、耐加水分解性、耐カビ性及び耐寒性に優れ、ポリオールとしてポリカーボネートを用いると、耐加水分解性及び耐カビ性に優れる。鎖延長剤は、例えば、グリコール、ジアミン、反応停止剤等であってよい。高分子物質は、タンパク質を含むことが好ましい。タンパク質としては、改変フィブロインを含むことが好ましく、改変クモ糸フィブロインを含むことがより好ましい。改変フィブロイン(好ましくは、改変クモ糸フィブロイン)を含むことにより、基材層に保温性、吸湿発熱性及び/又は難燃性の機能性を付与することができる。ひいては、本実施形態に係る合成皮革に保温性、吸湿発熱性及び/又は難燃性の機能性を付与することができ、材料としての価値がより高くなる。改変フィブロインの好ましい態様は後述する。
(Polymer substance)
A polymeric substance (a layer formed of a polymeric substance) is generally impregnated into a nonwoven fabric in a solution state, solidified (solidified) by removal of the solvent, and adhered to the fibers at least in the interstices between the fibers of the nonwoven fabric. exists in That is, the polymeric substance constitutes the base material layer of the synthetic leather together with the nonwoven fabric as a so-called impregnated body that is integrated with the nonwoven fabric, and connects the fibers of the nonwoven fabric to each other to maintain the shape of the base material layer. , and imparts a predetermined strength to the base material layer. Examples of such polymeric substances include synthetic resins such as polyvinyl chloride, polyolefin, polystyrene, polyurethane, polyester resins, epoxy resins, acrylic polymers, acrylonitrile polymers, and proteins. Examples of polyurethane include polyether-based polyurethane, polyester-based polyurethane, polycarbonate-based polyurethane, and the like, and these may be used alone or in combination of two or more. Polyurethane can be synthesized, for example, by reacting a diisocyanate and a polyol to synthesize a prepolymer, and reacting the prepolymer with a chain extender. Diisocyanates may be aromatic or aliphatic. Polyols may be, for example, polyesters, polyethers, polycarbonates, silicones, fluororesins, and the like. When polyether is used as the polyol, excellent hydrolysis resistance, mold resistance and cold resistance are obtained, and when polycarbonate is used as the polyol, hydrolysis resistance and mold resistance are excellent. Chain extenders can be, for example, glycols, diamines, reaction terminators, and the like. Preferably, the macromolecular substance comprises protein. The protein preferably contains modified fibroin, more preferably modified spider silk fibroin. By containing modified fibroin (preferably modified spider silk fibroin), the substrate layer can be imparted with the functionality of heat retention, moisture absorption heat generation and/or flame retardancy. As a result, the synthetic leather according to the present embodiment can be imparted with the functionality of heat retention, moisture absorption heat generation and/or flame retardancy, and the value as a material is further increased. Preferred embodiments of modified fibroin are described below.
基材層は、不織布及び高分子物質以外に編織体を含んでいてもよい。編織体とは、編地及び織地の総称である。編地は、横編、丸編等の緯編組織を有する編地(単に「緯編地」ともいう。)、トリコット、ラッセル等の経編組織を有する編地(単に「経編地」ともいう。)のいずれであってもよい。織地は、平織、綾織、又は繻子織のうちのいずれの組織を有する織地であってもよい。編織体は、編成又は織成により得られる未加工の編織体そのものであってもよいし、編成又は織成後に撥水加工等の加工を施した編織体であってもよい。 The base material layer may contain a knitted fabric in addition to the nonwoven fabric and the polymeric material. A knitted fabric is a general term for knitted fabrics and woven fabrics. Knitted fabrics include knitted fabrics with weft knitting structures such as weft knitting and circular knitting (also referred to simply as "weft knitted fabrics"), knitted fabrics with warp knitting structures such as tricot and raschel (simply referred to as "warp knitted fabrics"). ) can be either. The fabric may be a fabric having any of a plain weave, a twill weave, or a satin weave. The knitted or woven body may be an unprocessed knitted or woven body itself obtained by knitting or weaving, or may be a knitted or woven body that has undergone a water-repellent finish or the like after knitting or weaving.
編織体は、原料糸を編成又は織成して得ることができる。編成方法及び織成方法としては公知の方法を利用することができる。使用される編機としては、例えば、丸編機、経編機、横編機などが使用でき、生産性の観点からは、丸編機の使用が好ましい。横編機としては、成型編み機、無縫製編機などがあるが、特に最終製品の形態で編地を製造可能であることから、無縫製編機の使用がより好ましい。使用される織機としては、例えば、有杼織機、及び、グリッパー織機、レピア織機、エアジェット織機等の無杼織機が挙げられる。 A knitted or woven body can be obtained by knitting or weaving raw material yarns. Known methods can be used as the knitting method and the weaving method. As the knitting machine to be used, for example, a circular knitting machine, a warp knitting machine, a flat knitting machine, etc. can be used, and from the viewpoint of productivity, use of a circular knitting machine is preferable. The flat knitting machine includes a forming knitting machine, a seamless knitting machine, and the like, but the use of a seamless knitting machine is more preferable because it can produce a knitted fabric in the form of a final product. The looms used include shuttle looms and shuttleless looms such as gripper looms, rapier looms and air jet looms.
原料糸は、単独糸であってもよく、複合糸(例えば、混紡糸、混繊糸、カバーリング糸等。)であってもよく、これらを組み合わせて用いてもよい。単独糸及び複合糸は、短繊維を撚り合わせたスパン糸であってもよく、長繊維を撚り合わせたフィラメント糸であってもよい。原料糸に含まれる繊維としては、例えば、タンパク質繊維、ナイロン、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン等の合成繊維、キュプラ、レーヨン及びリヨセル等の再生繊維、綿、麻及び絹等の天然繊維が挙げられる。 The raw yarn may be a single yarn, a composite yarn (for example, a blended yarn, a mixed yarn, a covering yarn, etc.), or a combination thereof. The single yarn and composite yarn may be a spun yarn obtained by twisting short fibers, or a filament yarn obtained by twisting long fibers. Examples of fibers contained in the raw yarn include protein fibers, synthetic fibers such as nylon, polyester and polytetrafluoroethylene, regenerated fibers such as cupra, rayon and lyocell, and natural fibers such as cotton, hemp and silk.
基材層が不織布及び高分子物質以外に編織体を含む場合、編織体は、例えば、その両面に不織布を貼り合わせて一体化したものとして基材層に含まれていてよい。 When the base material layer contains a knitted fabric in addition to the nonwoven fabric and the polymeric substance, the knitted fabric may be included in the base layer as an integrated product obtained by laminating nonwoven fabrics on both sides of the knitted fabric.
基材層の厚みは、特に制限はないが、例えば、100~2000μmであってよく、100~1000μmであってよく、500~1000μmであってよく、500~750μmであってよい。 The thickness of the substrate layer is not particularly limited, but may be, for example, 100 to 2000 μm, 100 to 1000 μm, 500 to 1000 μm, or 500 to 750 μm.
基材層は、下記式Aに従って求められる最高吸湿発熱度が0.025℃/g超であってよい。
式A:最高吸湿発熱度={(試料を、試料温度が平衡に達するまで低湿度環境下に置いた後、高湿度環境下に移したときの試料温度の最高値)-(試料を、試料温度が平衡に達するまで低湿度環境下に置いた後、高湿度環境下に移すときの試料温度)}(℃)/試料重量(g)
なお、式A中、低湿度環境は、温度20℃及び相対湿度40%の環境を意味し、高湿度環境は、温度20℃及び相対湿度90%の環境を意味する。
The substrate layer may have a maximum heat of moisture absorption of more than 0.025° C./g, which is determined according to Formula A below.
Formula A: Maximum heat of moisture absorption = {(maximum sample temperature when the sample is placed in a low-humidity environment until the sample temperature reaches equilibrium and then transferred to a high-humidity environment) - (the sample is After placing in a low humidity environment until the temperature reaches equilibrium, the sample temperature when transferred to a high humidity environment)} (° C.) / sample weight (g)
In formula A, the low-humidity environment means an environment with a temperature of 20°C and a relative humidity of 40%, and the high-humidity environment means an environment with a temperature of 20°C and a relative humidity of 90%.
基材層は、最高吸湿発熱度が0.026℃/g以上であってもよく、0.027℃/g以上であってもよく、0.028℃/g以上であってもよく、0.029℃/g以上であってもよく、0.030℃/g以上であってもよく、0.035℃/g以上であってもよく、0.040℃/g以上であってもよい。最高吸湿発熱度の上限に特に制限はないが、通常、0.060℃/g以下である。 The substrate layer may have a maximum hygroscopic heat generation of 0.026° C./g or more, 0.027° C./g or more, or 0.028° C./g or more. 0.029° C./g or more, 0.030° C./g or more, 0.035° C./g or more, or 0.040° C./g or more . Although there is no particular upper limit to the maximum heat value of moisture absorption, it is usually 0.060° C./g or less.
基材層は、限界酸素指数(LOI)値が、18以上であってよく、20以上であってもよく、22以上であってもよく、24以上であってもよく、26以上であってもよく、28以上であってもよく、29以上であってもよく、30以上であってもよく、31以上であってもよく、32以上であってもよく、33以上又は33超であってもよい。本明細書において、LOI値は、消防庁危険物規制課長 消防危50号平成7年5月31日の粉粒状又は融点の低い合成樹脂の試験方法に準拠して測定される値である。 The substrate layer has a limiting oxygen index (LOI) value of 18 or more, 20 or more, 22 or more, 24 or more, or 26 or more. may be 28 or more, 29 or more, 30 or more, 31 or more, 32 or more, 33 or more, or more than 33 may In the present specification, the LOI value is a value measured in accordance with the test method for particulates or synthetic resins with a low melting point, issued by Fire and Disaster Management Agency Hazardous Materials Regulation Division Director Firefighting Risk No. 50, May 31, 1995.
基材層は、下記式Bに従って求められる保温性指数が0.18超であってよい。
式B:保温性指数=保温率(%)/試料の目付け(g/m2)
ここで、本明細書において、保温率は、サーモラボII型試験機(30cm/秒の有風下)を用いたドライコンタクト法で測定した保温率を意味し、後述する実施例に記載の方法により測定される値である。
The base layer may have a heat retention index of greater than 0.18, determined according to Equation B below.
Formula B: heat retention index = heat retention rate (%) / basis weight of sample (g/m 2 )
Here, in the present specification, the heat retention rate means the heat retention rate measured by the dry contact method using a thermolab type II tester (under wind of 30 cm/sec), and is measured by the method described in the examples described later. is the value to be
基材層の保温性指数は、0.20以上であってよく、0.22以上であってよく、0.24以上であってよく、0.26以上であってよく、0.28以上であってよく、0.30以上であってよく、0.32以上であってよい。保温性指数の上限に特に制限はないが、例えば、0.60以下、又は0.40以下であってよい。 The heat retention index of the base material layer may be 0.20 or more, 0.22 or more, 0.24 or more, 0.26 or more, or 0.28 or more. may be greater than or equal to 0.30, and may be greater than or equal to 0.32. The upper limit of the heat retention index is not particularly limited, but may be, for example, 0.60 or less, or 0.40 or less.
他の実施形態において、合成皮革は、基材層以外の層を備えていてもよい。図2は、他の実施形態に係る合成皮革の模式断面図である。図2に示す合成皮革20は、不織布1と高分子物質2とを含む基材層3と、基材層3の一方の面に積層された接着剤層4(第一の接着剤層)と、接着剤層4(第一の接着剤層)の基材層3が積層された面の反対側の面に積層された表皮層5(第一の表皮層)と、を備える。また、更に他の実施形態において、合成皮革は、基材層3と、基材層3の一方の面に積層された接着剤層4(第一の接着剤層)と、接着剤層4(第一の接着剤層)の基材層3が積層された面の反対側の面に積層された表皮層5(第一の表皮層)と、基材層3の接着剤層4(第一の接着剤層)が積層された面の反対側の面に積層された接着剤層(第二の接着剤層)と、第二の接着剤層の基材層3が積層された面の反対側の面に積層された表皮層(第二の表皮層)と、を備えていてもよい。ただし、表皮層5が基材層3に対して直接に接合可能なものであれば、基材層3と表皮層5との間に接着剤層4を必ずしも介在させる必要はない。このような合成皮革は、好ましくは衣料用又は靴用として用いられる。
In other embodiments, the synthetic leather may have layers other than the base layer. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of synthetic leather according to another embodiment.
他の実施形態において、合成皮革は、基材層と、基材層の一方の面に積層されたポリウレタン微多孔質被膜層(第一の微多孔質被膜層)と、を備えていてもよい。また、合成皮革は、基材層と、基材層の一方の面に積層されたポリウレタン微多孔質被膜層(第一の微多孔質被膜層)と、第一の微多孔質被膜層が積層された面の反対側の面に積層されたポリウレタン微多孔質被膜層(第二の微多孔質被膜層)と、を備えていてもよい。ポリウレタン微多孔質被膜層とは、ポリウレタンを主成分とする微多孔質構造を有する層をいう。ポリウレタン微多孔質被膜層は、その表面にエンボス加工(熱ロールでプレスすることによる加工等)、パフスエード加工(サンドペ-パーをかけることによる加工等)、グラビア加工(グラビア印刷による加工等)等の表面加工が施されていてもよい。 In another embodiment, the synthetic leather may comprise a base layer and a polyurethane microporous coating layer (first microporous coating layer) laminated on one side of the base layer. . In addition, the synthetic leather includes a base layer, a polyurethane microporous coating layer (first microporous coating layer) laminated on one side of the base layer, and a first microporous coating layer. and a polyurethane microporous coating layer (second microporous coating layer) laminated on the surface opposite to the coated surface. A polyurethane microporous coating layer refers to a layer having a microporous structure containing polyurethane as a main component. The surface of the polyurethane microporous film layer is subjected to embossing (processing by pressing with hot rolls, etc.), puff suede processing (processing by applying sandpaper, etc.), gravure processing (processing by gravure printing, etc.), etc. A surface treatment may be applied.
更に他の実施形態において、合成皮革は、基材層に起毛・シャーリング加工が施してあってもよい。このような合成皮革は、基材層の表面が起毛しているため、基材層に用いられる不織布の繊度が合成皮革の風合いに影響を与える。また、このような合成皮革は、通気性に優れる。 In yet another embodiment, the synthetic leather may have a raised/shirred base layer. Since the surface of the base material layer of such synthetic leather is raised, the fineness of the non-woven fabric used for the base material layer affects the texture of the synthetic leather. In addition, such synthetic leather is excellent in breathability.
(タンパク質繊維及びタンパク質)
本実施形態に係る不織布は、上述した防縮処理の実施により防縮されることで、水との接触による寸法変化が抑制されている。したがって、不織布に使用するタンパク質繊維(及びタンパク質)は、本来水との接触により(著しい)寸法変化を生じるものであってもよい。
(protein fiber and protein)
The nonwoven fabric according to the present embodiment is shrink-proofed by performing the shrink-proofing treatment described above, thereby suppressing dimensional change due to contact with water. Thus, protein fibers (and proteins) used in nonwovens may inherently undergo (significant) dimensional changes upon contact with water.
例えば、タンパク質繊維は、湿潤時収縮率が2%以上であってもよい。湿潤時収縮率は、4%以上であってもよく、6%以上であってもよく、8%以上であってもよく、10%以上であってもよく、15%以上であってもよく、20%以上であってもよく、25%以上であってもよく、30%以上であってもよい。湿潤時収縮率の上限は、通常、80%以下である。なお、湿潤時収縮率は、下記式IIで定義される。
湿潤時収縮率={1-(水に接触させて湿潤状態にしたタンパク質繊維の長さ/紡糸後、水と接触する前のタンパク質繊維の長さ)}×100(%) …(式II)
For example, protein fibers may have a wet shrinkage of 2% or more. Wet shrinkage may be 4% or more, 6% or more, 8% or more, 10% or more, or 15% or more. , may be 20% or more, 25% or more, or 30% or more. The upper limit of wet shrinkage is usually 80% or less. The wet shrinkage rate is defined by the following formula II.
Wet shrinkage = {1-(length of protein fiber brought into wet state by contact with water/length of protein fiber after spinning but before contact with water)} x 100 (%) (Formula II)
また例えば、タンパク質繊維は、乾燥時収縮率が7%超であってもよい。乾燥時収縮率は、15%以上であってもよく、25%以上であってもよく、32%以上であってもよく、40%以上であってもよく、48%以上であってもよく、56%以上であってもよく、64%以上であってもよく、72%以上であってもよい。乾燥時収縮率の上限は、通常、80%以下である。なお、乾燥時収縮率は、下記式IIIで定義される。
乾燥時収縮率={1-(乾燥状態にしたタンパク質繊維の長さ/紡糸後、水と接触する前のタンパク質繊維の長さ)}×100(%) …(式III)
Also for example, the protein fibers may have a dry shrinkage of greater than 7%. The dry shrinkage may be 15% or more, 25% or more, 32% or more, 40% or more, or 48% or more. , may be 56% or more, 64% or more, or 72% or more. The upper limit of dry shrinkage is usually 80% or less. The drying shrinkage ratio is defined by the following formula III.
Dry shrinkage = {1-(length of protein fiber in dry state/length of protein fiber after spinning before contact with water)} x 100 (%) (Formula III)
更に例えば、不織布は、繊維密度増加率が20%以上であってもよい。繊維密度増加率は、30%以上であってもよく、40%以上であってもよく、50%以上であってもよく、100%以上であってもよい。繊維密度増加率は、下記式Iで定義される値である。
繊維密度増加率={(防縮処理後の不織布の繊維密度/防縮処理前の不織布の繊維密度)-1}×100(%) …(式I)
Further, for example, the nonwoven fabric may have a fiber density increase rate of 20% or more. The fiber density increase rate may be 30% or more, 40% or more, 50% or more, or 100% or more. The fiber density increase rate is a value defined by Formula I below.
Fiber density increase rate = {(fiber density of non-woven fabric after shrink-proofing/fiber density of non-woven fabric before shrink-proofing) - 1} x 100 (%) (Formula I)
防縮処理を経た不織布の繊維密度(目付)は、例えば、0.04g/cm2以上であり、0.045g/cm2以上であってよく、0.05g/cm2以上であってよく、0.055g/cm2以上であってよい。繊維密度(目付)は、不織布の単位面積当たりの重量で定義される値である。
The fiber density (basis weight) of the nonwoven fabric that has undergone shrink-proofing treatment is, for example, 0.04 g/cm 2 or more, may be 0.045 g/cm 2 or more, may be 0.05 g/cm 2 or more, or may be 0.05 g/
タンパク質繊維の原料となるタンパク質には、特に制限はなく、任意のタンパク質を使用することができる。タンパク質としては、天然のタンパク質及び組換えタンパク質(人造タンパク質)を挙げることができる。組換えタンパク質としては、工業規模での製造が可能な任意のタンパク質を挙げることができ、例えば、工業用に利用できるタンパク質、医療用に利用できるタンパク質、構造タンパク質等を挙げることができる。工業用又は医療用に利用できるタンパク質の具体例としては、酵素、制御タンパク質、受容体、ペプチドホルモン、サイトカイン、膜又は輸送タンパク質、予防接種に使用する抗原、ワクチン、抗原結合タンパク質、免疫刺激タンパク質、アレルゲン、完全長抗体又は抗体フラグメント若しくは誘導体を挙げることができる。構造タンパク質の具体例としては、スパイダーシルク(クモ糸)、カイコシルク、ケラチン、コラ-ゲン、エラスチン及びレシリン、並びにこれら由来のタンパク質等を挙げることができる。使用するタンパク質としては、保温性、吸湿発熱性及び/又は難燃性にも優れることから、改変フィブロインが好ましく、改変クモ糸フィブロインがより好ましい。タンパク質繊維が、改変フィブロイン(好ましくは、改変クモ糸フィブロイン)を含むことにより、本実施形態に係る不織布に保温性、吸湿発熱性及び/又は難燃性の性質を更に付与することができる。ひいては、本実施形態に係る合成皮革に保温性、吸湿発熱性及び/又は難燃性の機能性を付与することができ、材料としての価値がより高くなる。 Any protein can be used as the raw material of the protein fiber without any particular limitation. Proteins can include naturally occurring proteins and recombinant proteins (artificial proteins). Recombinant proteins include any proteins that can be produced on an industrial scale, and include, for example, proteins that can be used for industrial purposes, proteins that can be used for medical purposes, structural proteins, and the like. Specific examples of proteins of industrial or medical use include enzymes, regulatory proteins, receptors, peptide hormones, cytokines, membrane or transport proteins, antigens used in vaccination, vaccines, antigen binding proteins, immunostimulatory proteins, Allergens, full length antibodies or antibody fragments or derivatives may be mentioned. Specific examples of structural proteins include spider silk (spider silk), silkworm silk, keratin, collagen, elastin, resilin, and proteins derived from these. As the protein to be used, modified fibroin is preferable, and modified spider silk fibroin is more preferable, because it is excellent in heat retention, hygroscopic heat generation and/or flame resistance. By including modified fibroin (preferably, modified spider silk fibroin) in the protein fibers, the nonwoven fabric according to the present embodiment can be further imparted with heat retention, moisture absorption heat generation and/or flame retardancy. As a result, the synthetic leather according to the present embodiment can be imparted with the functionality of heat retention, moisture absorption heat generation and/or flame retardancy, and the value as a material is further increased.
本実施形態に係る改変フィブロインは、式1:[(A)nモチーフ-REP]m、又は式2:[(A)nモチーフ-REP]m-(A)nモチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。改変フィブロインは、ドメイン配列のN末端側及びC末端側のいずれか一方又は両方に更にアミノ酸配列(N末端配列及びC末端配列)が付加されていてもよい。N末端配列及びC末端配列は、これに限定されるものではないが、典型的には、フィブロインに特徴的なアミノ酸モチーフの反復を有さない領域であり、100残基程度のアミノ酸からなる。 The modified fibroin according to this embodiment has a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m -(A) n motif. protein containing The modified fibroin may have additional amino acid sequences (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 C-terminal sequence are typically, but not limited to, regions that do not have repeated amino acid motifs characteristic of fibroin and consist of about 100 amino acids.
本明細書において「改変フィブロイン」とは、人為的に製造されたフィブロイン(人造フィブロイン)を意味する。改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列とは異なるフィブロインであってもよく、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列と同一であるフィブロインであってもよい。本明細書でいう「天然由来のフィブロイン」もまた、式1:[(A)nモチーフ-REP]m、又は式2:[(A)nモチーフ-REP]m-(A)nモチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。 As used herein, “modified fibroin” means artificially produced fibroin (artificial fibroin). The modified fibroin may be fibroin whose domain sequence differs from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin, or may be fibroin whose domain sequence is identical to the amino acid sequence of naturally occurring fibroin. As used herein, "naturally occurring fibroin" is also represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m -(A) n motif. is a protein containing a domain sequence that is
「改変フィブロイン」は、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列をそのまま利用したものであってもよく、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列に依拠してそのアミノ酸配列を改変したもの(例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列を改変することによりアミノ酸配列を改変したもの)であってもよく、また天然由来のフィブロインに依らず人工的に設計及び合成したもの(例えば、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより所望のアミノ酸配列を有するもの)であってもよい。 "Modified fibroin" may be one that uses the amino acid sequence of naturally occurring fibroin as it is, or one in which the amino acid sequence is modified based on the amino acid sequence of naturally occurring fibroin (for example, cloned naturally occurring fibroin whose amino acid sequence is modified by modifying the gene sequence of fibroin), or artificially designed and synthesized without relying on naturally occurring fibroin (for example, a nucleic acid encoding a designed amino acid sequence). having a desired amino acid sequence by chemical synthesis).
本明細書において「ドメイン配列」とは、フィブロイン特有の結晶領域(典型的には、アミノ酸配列の(A)nモチーフに相当する。)と非晶領域(典型的には、アミノ酸配列のREPに相当する。)を生じるアミノ酸配列であり、式1:[(A)nモチーフ-REP]m、又は式2:[(A)nモチーフ-REP]m-(A)nモチーフで表されるアミノ酸配列を意味する。ここで、(A)nモチーフは、アラニン残基を主とするアミノ酸配列を示し、アミノ酸残基数は2~27である。(A)nモチーフのアミノ酸残基数は、2~20、4~27、4~20、8~20、10~20、4~16、8~16、又は10~16の整数であってよい。また、(A)nモチーフ中の全アミノ酸残基数に対するアラニン残基数の割合は40%以上であればよく、60%以上、70%以上、80%以上、83%以上、85%以上、86%以上、90%以上、95%以上、又は100%(アラニン残基のみで構成されることを意味する。)であってもよい。ドメイン配列中に複数存在する(A)nモチーフは、少なくとも7つがアラニン残基のみで構成されてもよい。REPは2~200アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示す。REPは、10~200アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列であってもよい。mは2~300の整数を示し、10~300の整数であってもよい。複数存在する(A)nモチーフは、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。複数存在するREPは、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。 As used herein, the term "domain sequence" refers to a fibroin-specific crystalline region (typically corresponding to the (A) n motif of the amino acid sequence) and an amorphous region (typically corresponding to the REP of the amino acid sequence). ) and is represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m -(A) n motif means an array. Here, (A) n motif indicates an amino acid sequence mainly composed of alanine residues, and has 2 to 27 amino acid residues. (A) The number of amino acid residues in the n motif may be an integer of 2-20, 4-27, 4-20, 8-20, 10-20, 4-16, 8-16, or 10-16 . In addition, (A) the ratio of the number of alanine residues to the total number of amino acid residues in the n motif may be 40% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, 83% or more, 85% or more, It may be 86% or more, 90% or more, 95% or more, or 100% (meaning that it is composed only of alanine residues). At least seven of the (A)n motifs present in the domain sequence may be composed only of alanine residues. REP indicates an amino acid sequence composed of 2-200 amino acid residues. REP may be an amino acid sequence composed of 10-200 amino acid residues. m represents an integer of 2 to 300, and may be an integer of 10 to 300. A plurality of (A) n motifs may have the same amino acid sequence or different amino acid sequences. A plurality of REPs may have the same amino acid sequence or different amino acid sequences.
本実施形態に係る改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列に対し、例えば、1又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び/又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変を行うことで得ることができる。アミノ酸残基の置換、欠失、挿入及び/又は付加は、部分特異的突然変異誘発法等の当業者に周知の方法により行うことができる。具体的には、Nucleic Acid Res.10,6487(1982)、Methods in Enzymology,100,448(1983)等の文献に記載されている方法に準じて行うことができる。 The modified fibroin according to the present embodiment has an amino acid sequence corresponding to, for example, substitution, deletion, insertion and/or addition of one or more amino acid residues to the cloned naturally occurring fibroin gene sequence. can be obtained by modifying Substitution, deletion, insertion and/or addition of amino acid residues can be performed by methods well known to those skilled in the art such as partial directed mutagenesis. Specifically, Nucleic Acid Res. 10, 6487 (1982), Methods in Enzymology, 100, 448 (1983).
天然由来のフィブロインは、式1:[(A)nモチーフ-REP]m、又は式2:[(A)nモチーフ-REP]m-(A)nモチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質であり、具体的には、例えば、昆虫又はクモ類が産生するフィブロインが挙げられる。 Naturally occurring fibroin is a protein comprising a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m -(A) n motif. Specific examples include fibroin produced by insects or 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 fibroin produced by insects include, for example, Bombyx mori, Bombyx mandarina, Antheraea yamamai, Anteraea pernyi, Eriogyna pyretorum, and Pilosa ), silk proteins produced by silkworms such as Samia cynthia, Caligura japonica, Antheraea mylitta, Antheraea assama, and the larvae of the wasp (Vespa simillima xantoptera) Hornet silk protein.
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 fibroin produced by insects include silkworm fibroin L chain (GenBank Accession No. M76430 (nucleotide sequence) and AAA27840.1 (amino acid sequence)).
クモ類が産生するフィブロインとしては、例えば、クモ目(Araneae)に属するクモが産生するスパイダーシルクタンパク質が挙げられる。より具体的には、オニグモ、ニワオニグモ、アカオニグモ、アオオニグモ及びマメオニグモ等のオニグモ属(Araneus属)に属するクモ、ヤマシロオニグモ、イエオニグモ、ドヨウオニグモ及びサツマノミダマシ等のヒメオニグモ属(Neoscona属)に属するクモ、コオニグモモドキ等のコオニグモモドキ属(Pronus属)に属するクモ、トリノフンダマシ及びオオトリノフンダマシ等のトリノフンダマシ属(Cyrtarachne属)に属するクモ、トゲグモ及びチブサトゲグモ等のトゲグモ属(Gasteracantha属)に属するクモ、マメイタイセキグモ及びムツトゲイセキグモ等のイセキグモ属(Ordgarius属)に属するクモ、コガネグモ、コガタコガネグモ及びナガコガネグモ等のコガネグモ属(Argiope属)に属するクモ、キジロオヒキグモ等のオヒキグモ属(Arachnura属)に属するクモ、ハツリグモ等のハツリグモ属(Acusilas属)に属するクモ、スズミグモ、キヌアミグモ及びハラビロスズミグモ等のスズミグモ属(Cytophora属)に属するクモ、ゲホウグモ等のゲホウグモ属(Poltys属)に属するクモ、ゴミグモ、ヨツデゴミグモ、マルゴミグモ及びカラスゴミグモ等のゴミグモ属(Cyclosa属)に属するクモ、及びヤマトカナエグモ等のカナエグモ属(Chorizopes属)に属するクモが産生するスパイダーシルクタンパク質、並びにアシナガグモ、ヤサガタアシナガグモ、ハラビロアシダカグモ及びウロコアシナガグモ等のアシナガグモ属(Tetragnatha属)に属するクモ、オオシロカネグモ、チュウガタシロカネグモ及びコシロカネグモ等のシロカネグモ属(Leucauge属)に属するクモ、ジョロウグモ及びオオジョロウグモ等のジョロウグモ属(Nephila属)に属するクモ、キンヨウグモ等のアズミグモ属(Menosira属)に属するクモ、ヒメアシナガグモ等のヒメアシナガグモ属(Dyschiriognatha属)に属するクモ、クロゴケグモ、セアカゴケグモ、ハイイロゴケグモ及びジュウサンボシゴケグモ等のゴケグモ属(Latrodectus属)に属するクモ、及びユープロステノプス属(Euprosthenops属)に属するクモ等のアシナガグモ科(Tetragnathidae科)に属するクモが産生するスパイダーシルクタンパク質が挙げられる。スパイダーシルクタンパク質としては、例えば、MaSp(MaSp1及びMaSp2)、ADF(ADF3及びADF4)等の牽引糸タンパク質、MiSp(MiSp1及びMiSp2)、AcSp、PySp、Flag等が挙げられる。 Fibroin produced by spiders includes, for example, spider silk proteins produced by spiders belonging to the order Araneae. More specifically, spiders belonging to the genus Araneus, such as Araneus spiders, Araneus spiders, red spiders, green spiders, and bean spiders, spiders belonging to the genus Neoscona, such as Araneus spiders, house spiders, loch spiders, and Satsumanomidamashi. Spiders belonging to the genus Pronus, such as the genus Pronus, spiders belonging to the genus Cyrtarachne, such as Torinofundami and the genus Cyrtarachne, and genus Gasteracantha, such as spiny spiders and spiny spiders Spiders belonging to the genus Ordgarius such as spiders belonging to, Ordgarius spiders, and spiders belonging to the genus Ordgarius, spiders belonging to the genus Argiope, such as the argiope spider, the argiope spider, and the argiope spider spiders belonging to the genus), spiders belonging to the genus Acusilas, such as spiders, spiders belonging to the genus Cytophora, such as spiders, spiders, and spiders belonging to the genus Cytophora, spiders belonging to the genus Poltys, such as Spider silk proteins produced by spiders belonging to the genus Cyclosa, such as the genus Cyclosa, such as the brown spider, the genus Cyclosa, and the genus Chorizopes, such as the brown spider, and the spider silk protein produced by the spider, Spiders belonging to the genus Tetragnatha, such as the genus Tetragnatha, spiders belonging to the genus Leucauge, such as spiders, spiders, and spiders belonging to the genus Leucauge, spiders belonging to the genus Nephila, such as Nephila Spiders belonging to the genus Menosira, such as spiders belonging to the family, spiders belonging to the genus Menosira, spiders belonging to the genus Dyschiriognatha, such as the lesser paper spider, widow spiders, such as black widow spiders, redback spiders, gray widow spiders, and large widow spiders (Latrodectus genus) Spider silk proteins produced by spiders belonging to the family Tetragnathidae, such as spiders belonging to the genus Euprosthenops and spiders belonging to the genus Euprosthenops be done. Spider silk proteins include, for example, dragline proteins such as MaSp (MaSp1 and MaSp2), ADF (ADF3 and ADF4), MiSp (MiSp1 and MiSp2), AcSp, PySp, Flag, and the like.
クモ類が産生するスパイダーシルクタンパク質のより具体的な例としては、例えば、fibroin-3(adf-3)[Araneus diadematus由来](GenBankアクセッション番号AAC47010(アミノ酸配列)、U47855(塩基配列))、fibroin-4(adf-4)[Araneus diadematus由来](GenBankアクセッション番号AAC47011(アミノ酸配列)、U47856(塩基配列))、dragline silk protein spidroin 1[Nephila clavipes由来](GenBankアクセッション番号AAC04504(アミノ酸配列)、U37520(塩基配列))、major ampullate spidroin 1[Latrodectus hesperus由来](GenBankアクセッション番号ABR68856(アミノ酸配列)、EF595246(塩基配列))、dragline silk protein spidroin 2[Nephila clavata由来](GenBankアクセッション番号AAL32472(アミノ酸配列)、AF441245(塩基配列))、major ampullate spidroin 1[Euprosthenops australis由来](GenBankアクセッション番号CAJ00428(アミノ酸配列)、AJ973155(塩基配列))、及びmajor ampullate spidroin 2[Euprosthenops australis](GenBankアクセッション番号CAM32249.1(アミノ酸配列)、AM490169(塩基配列))、minor ampullate silk protein 1[Nephila clavipes](GenBankアクセッション番号AAC14589.1(アミノ酸配列))、minor ampullate silk protein 2[Nephila clavipes](GenBankアクセッション番号AAC14591.1(アミノ酸配列))、minor ampullate spidroin-like protein[Nephilengys cruentata](GenBankアクセッション番号ABR37278.1(アミノ酸配列)等が挙げられる。 More specific examples of spider silk proteins produced by spiders include fibroin-3 (adf-3) [derived from Araneus diadematus] (GenBank accession number AAC47010 (amino acid sequence), U47855 (nucleotide sequence)), fibroin-4 (adf-4) [derived from Araneus diadematus] (GenBank Accession No. AAC47011 (amino acid sequence), U47856 (nucleotide sequence)), dragline silk protein spidroin 1 [derived from Nephila clavipes] (GenBank Accession No. AAC04504 (amino acid sequence ), U37520 (nucleotide sequence)), major ampullate spidroin 1 [derived from Latrodectus hesperus] (GenBank accession number ABR68856 (amino acid sequence), EF595246 (nucleotide sequence)), dragline silk protein spidroin 2 [derived from Nephila clavata] (derived from Nephila clavata) No. AAL32472 (amino acid sequence), AF441245 (nucleotide sequence)), major ampullate spidroin 1 [from Euprosthenops australis] (GenBank Accession No. CAJ00428 (amino acid sequence), AJ973155 (nucleotide sequence)), and major ampullate spidropin 2 [Euprosthenops australispin] (GenBank Accession No. CAM32249.1 (amino acid sequence), AM490169 (nucleotide sequence)), minor ampullate silk protein 1 [Nephila clavipes] (GenBank Accession No. AAC14589.1 (amino acid sequence)), minor ampullate silk protein 2 [Nephila clavipes] (GenBank Accession No. AAC14591.1 (amino acid sequence)), minor ampullate spidroin-like protein [Nephilengys crentata] (GenBank Accession and Section No. ABR37278.1 (amino acid sequence).
天然由来のフィブロインのより具体的な例としては、更に、NCBI GenBankに配列情報が登録されているフィブロインを挙げることができる。例えば、NCBI GenBankに登録されている配列情報のうちDIVISIONとしてINVを含む配列の中から、DEFINITIONにspidroin、ampullate、fibroin、「silk及びpolypeptide」、又は「silk及びprotein」がキーワードとして記載されている配列、CDSから特定のproductの文字列、SOURCEからTISSUE TYPEに特定の文字列の記載された配列を抽出することにより確認することができる。 More specific examples of naturally occurring fibroin include fibroin whose sequence information is registered in NCBI GenBank. For example, among sequence information registered in NCBI GenBank, spidroin, ampullate, fibroin, "silk and polypeptide", or "silk and protein" are described as keywords in DEFINITION from among sequences containing INV as DIVISION. It can be confirmed by extracting the specific product character string from the sequence, CDS, and the sequence described with the specific character string from SOURCE to TISSUE TYPE.
本実施形態に係る改変フィブロインは、改変絹(シルク)フィブロイン(カイコが産生する絹タンパク質のアミノ酸配列を改変したもの)であってもよく、改変クモ糸フィブロイン(クモ類が産生するスパイダーシルクタンパク質のアミノ酸配列を改変したもの)であってもよい。改変フィブロインとしては、難燃性により優れることから、改変クモ糸フィブロインが好ましい。 The modified fibroin according to the present embodiment may be modified silk fibroin (modified silk protein amino acid sequence produced by silkworms), modified spider silk fibroin (spider silk protein produced by spiders) modified amino acid sequence). As the modified fibroin, modified spider silk fibroin is preferable because it is superior in flame retardancy.
改変フィブロインの具体的な例として、クモの大瓶状腺で産生される大吐糸管しおり糸タンパク質に由来する改変フィブロイン(第1の改変フィブロイン)、グリシン残基の含有量が低減されたドメイン配列を有する改変フィブロイン(第2の改変フィブロイン)、(A)nモチーフの含有量が低減されたドメイン配列を有する改変フィブロイン(第3の改変フィブロイン)、グリシン残基の含有量、及び(A)nモチーフの含有量が低減された改変フィブロイン(第4の改変フィブロイン)、局所的に疎水性指標の大きい領域を含むドメイン配列を有する改変フィブロイン(第5の改変フィブロイン)、並びにグルタミン残基の含有量が低減されたドメイン配列を有する改変フィブロイン(第6の改変フィブロイン)が挙げられる。 Specific examples of modified fibroin include a modified fibroin (first modified fibroin) derived from the dragline silk protein produced in the major pituitary gland of spiders, and a domain sequence with reduced content of glycine residues. (second modified fibroin), (A) modified fibroin having a domain sequence with reduced content of n motifs (third modified fibroin), content of glycine residues, and (A) n Modified fibroin with reduced content of motifs (fourth modified fibroin), modified fibroin having a domain sequence containing a region with a locally large hydrophobicity index (fifth modified fibroin), and content of glutamine residues modified fibroin having a reduced domain sequence (sixth modified fibroin).
第1の改変フィブロインとしては、式1:[(A)nモチーフ-REP]mで表されるドメイン配列を含むタンパク質が挙げられる。第1の改変フィブロインにおいて、(A)nモチーフのアミノ酸残基数は、3~20の整数が好ましく、4~20の整数がより好ましく、8~20の整数が更に好ましく、10~20の整数が更により好ましく、4~16の整数が更によりまた好ましく、8~16の整数が特に好ましく、10~16の整数が最も好ましい。第1の改変フィブロインは、式1中、REPを構成するアミノ酸残基の数は、10~200残基であることが好ましく、10~150残基であることがより好ましく、20~100残基であることが更に好ましく、20~75残基であることが更により好ましい。第1の改変フィブロインは、式1:[(A)nモチーフ-REP]mで表されるアミノ酸配列中に含まれるグリシン残基、セリン残基及びアラニン残基の合計残基数がアミノ酸残基数全体に対して、40%以上であることが好ましく、60%以上であることがより好ましく、70%以上であることが更に好ましい。
A first modified fibroin includes a protein comprising a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m . In the first modified fibroin, the number of amino acid residues in the (A) n motif is preferably an integer of 3 to 20, more preferably an integer of 4 to 20, still more preferably an integer of 8 to 20, an integer of 10 to 20 is 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 first modified fibroin, the number of amino acid residues constituting REP in
第1の改変フィブロインは、式1:[(A)nモチーフ-REP]mで表されるアミノ酸配列の単位を含み、かつC末端配列が配列番号1~3のいずれかに示されるアミノ酸配列又は配列番号1~3のいずれかに示されるアミノ酸配列と90%以上の相同性を有するアミノ酸配列であるポリペプチドであってもよい。 The first modified fibroin comprises an amino acid sequence unit represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m and has an amino acid sequence whose C-terminal sequence is shown in any one of SEQ ID NOs: 1 to 3, or The polypeptide may be an amino acid sequence having 90% or more homology with the amino acid sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 1-3.
配列番号1に示されるアミノ酸配列は、ADF3(GI:1263287、NCBI)のアミノ酸配列のC末端の50残基のアミノ酸からなるアミノ酸配列と同一であり、配列番号2に示されるアミノ酸配列は、配列番号1に示されるアミノ酸配列のC末端から20残基取り除いたアミノ酸配列と同一であり、配列番号3に示されるアミノ酸配列は、配列番号1に示されるアミノ酸配列のC末端から29残基取り除いたアミノ酸配列と同一である。
The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 is identical to the amino acid sequence consisting of the C-
第1の改変フィブロインのより具体的な例として、(1-i)配列番号4(recombinant spider silk protein ADF3KaiLargeNRSH1)で示されるアミノ酸配列、又は(1-ii)配列番号4で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 As more specific examples of the first modified fibroin, (1-i) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 (recombinant spider silk protein ADF3KaiLargeNRSH1), or (1-ii) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 and 90 Modified fibroins comprising amino acid sequences with greater than % sequence identity can be mentioned. Preferably, the sequence identity is 95% or greater.
配列番号4で示されるアミノ酸配列は、N末端に開始コドン、His10タグ及びHRV3Cプロテアーゼ(Human rhinovirus 3Cプロテアーゼ)認識サイトからなるアミノ酸配列(配列番号5)を付加したADF3のアミノ酸配列において、第1~13番目の反復領域をおよそ2倍になるように増やすとともに、翻訳が第1154番目アミノ酸残基で終止するように変異させたものである。配列番号4で示されるアミノ酸配列のC末端のアミノ酸配列は、配列番号3で示されるアミノ酸配列と同一である。 The amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 4 is an amino acid sequence (SEQ ID NO: 5) consisting of an initiation codon, a His10 tag and an HRV3C protease (Human rhinovirus 3C protease) recognition site added to the N-terminus of ADF3. The 13th repeat region was increased to approximately double and mutated so that translation stops at the 1154th amino acid residue. The C-terminal amino acid sequence of the amino acid sequence shown by SEQ ID NO:4 is identical to the amino acid sequence shown by SEQ ID NO:3.
(1-i)の改変フィブロインは、配列番号4で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。 The modified fibroin of (1-i) may consist of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:4.
第2の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、グリシン残基の含有量が低減されたアミノ酸配列を有する。第2の改変フィブロインは、天然由来のフィブロインと比較して、少なくともREP中の1又は複数のグリシン残基が別のアミノ酸残基に置換されたことに相当するアミノ酸配列を有するものということができる。 The second modified fibroin has an amino acid sequence whose domain sequence has a reduced content of glycine residues as compared to the naturally-occurring fibroin. The second modified fibroin can be said to have an amino acid sequence corresponding to at least one or more glycine residues in REP being replaced with another amino acid residue, as compared with naturally occurring fibroin. .
第2の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、REP中のGGX及びGPGXX(但し、Gはグリシン残基、Pはプロリン残基、Xはグリシン以外のアミノ酸残基を示す。)から選ばれる少なくとも一つのモチーフ配列において、少なくとも1又は複数の当該モチーフ配列中の1つのグリシン残基が別のアミノ酸残基に置換されたことに相当するアミノ酸配列を有するものであってもよい。 The second modified fibroin has a domain sequence of GGX and GPGXX (where G is a glycine residue, P is a proline residue, and X is an amino acid residue other than glycine) in REP compared to naturally occurring fibroin. In at least one motif sequence selected from ), it has an amino acid sequence corresponding to at least one or more glycine residues in the motif sequence being replaced with another amino acid residue may
第2の改変フィブロインは、上述のグリシン残基が別のアミノ酸残基に置換されたモチーフ配列の割合が、全モチーフ配列に対して、10%以上であってもよい。 In the second modified fibroin, the percentage of the motif sequence in which the glycine residue is substituted with another amino acid residue may be 10% or more of the entire motif sequence.
第2の改変フィブロインは、式1:[(A)nモチーフ-REP]mで表されるドメイン配列を含み、上記ドメイン配列から、最もC末端側に位置する(A)nモチーフから上記ドメイン配列のC末端までの配列を除いた配列中の全REPに含まれるXGX(但し、Xはグリシン以外のアミノ酸残基を示す。)からなるアミノ酸配列の総アミノ酸残基数をzとし、上記ドメイン配列から、最もC末端側に位置する(A)nモチーフから上記ドメイン配列のC末端までの配列を除いた配列中の総アミノ酸残基数をwとしたときに、z/wが30%以上、40%以上、50%以上又は50.9%以上であるアミノ酸配列を有するものであってもよい。(A)nモチーフ中の全アミノ酸残基数に対するアラニン残基数は83%以上であってよいが、86%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、95%以上であることが更に好ましく、100%であること(アラニン残基のみで構成されることを意味する)が更により好ましい。 The second modified fibroin comprises a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m , and from the domain sequence, the (A) n motif located most C-terminal to the domain sequence Let z be the total number of amino acid residues in the amino acid sequence consisting of XGX (where X represents an amino acid residue other than glycine) contained in all REPs in the sequence excluding the sequence up to the C-terminus of the domain sequence When w is the total number of amino acid residues in the sequence excluding the sequence from the (A) n motif located on the most C-terminal side to the C-terminus of the domain sequence, z/w is 30% or more, It may have an amino acid sequence that is 40% or more, 50% or more, or 50.9% or more. (A) The number of alanine residues relative to the total number of amino acid residues in the n motif may be 83% or more, preferably 86% or more, more preferably 90% or more, and 95% or more. 100% (meaning composed only of alanine residues) is even more preferred.
第2の改変フィブロインは、GGXモチーフの1つのグリシン残基を別のアミノ酸残基に置換することにより、XGXからなるアミノ酸配列の含有割合を高めたものであることが好ましい。第2の改変フィブロインは、ドメイン配列中のGGXからなるアミノ酸配列の含有割合が30%以下であることが好ましく、20%以下であることがより好ましく、10%以下であることが更に好ましく、6%以下であることが更により好ましく、4%以下であることが更によりまた好ましく、2%以下であることが特に好ましい。ドメイン配列中のGGXからなるアミノ酸配列の含有割合は、下記XGXからなるアミノ酸配列の含有割合(z/w)の算出方法と同様の方法で算出することができる。 The second modified fibroin preferably has an increased content of the amino acid sequence consisting of XGX by substituting one glycine residue in the GGX motif with another amino acid residue. 6. In the second modified fibroin, the content of the amino acid sequence consisting of GGX in the domain sequence is preferably 30% or less, more preferably 20% or less, even more preferably 10% or less. % 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)nモチーフ-REP]mで表されるドメイン配列を含むフィブロイン(改変フィブロイン又は天然由来のフィブロイン)において、ドメイン配列から、最もC末端側に位置する(A)nモチーフからドメイン配列のC末端までの配列を除いた配列に含まれる全てのREPから、XGXからなるアミノ酸配列を抽出する。XGXを構成するアミノ酸残基の総数がzである。例えば、XGXからなるアミノ酸配列が50個抽出された場合(重複はなし)、zは50×3=150である。また、例えば、XGXGXからなるアミノ酸配列の場合のように2つのXGXに含まれるX(中央のX)が存在する場合は、重複分を控除して計算する(XGXGXの場合は5アミノ酸残基である)。wは、ドメイン配列から、最もC末端側に位置する(A)nモチーフからドメイン配列のC末端までの配列を除いた配列に含まれる総アミノ酸残基数である。例えば、図3に示したドメイン配列の場合、wは4+50+4+100+4+10+4+20+4+30=230である(最もC末端側に位置する(A)nモチーフは除いている。)。次に、zをwで除すことによって、z/w(%)を算出することができる。 A method for calculating z/w will be described in more detail. First, in a fibroin (modified fibroin or naturally occurring fibroin) containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m , the (A) n located on the most C-terminal side from the domain sequence An amino acid sequence consisting of XGX is extracted from all REPs contained in the sequence excluding the sequence from the motif to the C-terminus 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. In addition, for example, when there is an X (central X) contained in two XGX, as in the case of an amino acid sequence consisting of XGXGX, the calculation is performed by subtracting the overlap (in the case of XGXGX, 5 amino acid residues be). w is the total number of amino acid residues contained in the domain sequence, excluding the sequence from the (A) n motif positioned most on the C-terminal side to the C-terminus of the domain sequence. For example, for the domain sequence shown in Figure 3, w is 4 + 50 + 4 + 100 + 4 + 10 + 4 + 20 + 4 + 30 = 230 (excluding the most C-terminal (A) n motif). Then z/w (%) can be calculated by dividing z by w.
ここで、天然由来のフィブロインにおけるz/wについて説明する。まず、上述のように、NCBI GenBankにアミノ酸配列情報が登録されているフィブロインを例示した方法により確認したところ、663種類のフィブロイン(このうち、クモ類由来のフィブロインは415種類)が抽出された。抽出された全てのフィブロインのうち、式1:[(A)nモチーフ-REP]mで表されるドメイン配列を含み、フィブロイン中のGGXからなるアミノ酸配列の含有割合が6%以下である天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から、上述の算出方法により、z/wを算出した。その結果を図4に示す。図4の横軸はz/w(%)を示し、縦軸は頻度を示す。図4から明らかなとおり、天然由来のフィブロインにおけるz/wは、いずれも50.9%未満である(最も高いもので、50.86%)。 Here, z/w in naturally occurring fibroin will be explained. First, as described above, fibroin whose amino acid sequence information is registered in NCBI GenBank was confirmed by the method exemplified, and 663 types of fibroin (among them, 415 types of arachnid-derived fibroin) were extracted. Naturally derived fibroin containing a domain sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m and having an amino acid sequence consisting of GGX in fibroin content of 6% or less among all the extracted fibroin z/w was calculated from the amino acid sequence of fibroin in the above-described calculation method. The results are shown in FIG. The horizontal axis of FIG. 4 indicates z/w (%), and the vertical axis indicates frequency. As is clear from FIG. 4, the z/w for naturally-occurring fibroin is all less than 50.9% (the highest is 50.86%).
第2の改変フィブロインにおいて、z/wは、50.9%以上であることが好ましく、56.1%以上であることがより好ましく、58.7%以上であることが更に好ましく、70%以上であることが更により好ましく、80%以上であることが更によりまた好ましい。z/wの上限に特に制限はないが、例えば、95%以下であってもよい。 In the second modified fibroin, z/w is preferably 50.9% or more, more preferably 56.1% or more, even more preferably 58.7% or more, and 70% or more. and even more preferably 80% or more. Although the upper limit of z/w is not particularly limited, it may be, for example, 95% or less.
第2の改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列から、グリシン残基をコードする塩基配列の少なくとも一部を置換して別のアミノ酸残基をコードするように改変することにより得ることができる。このとき、改変するグリシン残基として、GGXモチーフ及びGPGXXモチーフにおける1つのグリシン残基を選択してもよいし、またz/wが50.9%以上になるように置換してもよい。また、例えば、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から上記態様を満たすアミノ酸配列を設計し、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより得ることもできる。いずれの場合においても、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列からREP中のグリシン残基を別のアミノ酸残基に置換したことに相当する改変に加え、更に1又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び/又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変を行ってもよい。 The second modified fibroin is obtained, for example, by substituting at least part of the nucleotide sequence encoding the glycine residue from the cloned naturally-derived fibroin gene sequence so as to encode another amino acid residue. Obtainable. At this time, one glycine residue in the GGX motif and the GPGXX motif may be selected as the glycine residue to be modified, or may be substituted so that z/w is 50.9% or more. Alternatively, for example, it can be obtained by designing an amino acid sequence that satisfies the above aspect from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin, and chemically synthesizing a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence. In any case, in addition to the alteration corresponding to replacing 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. , insertions and/or additions may be made to the amino acid sequence.
上記の別のアミノ酸残基としては、グリシン残基以外のアミノ酸残基であれば特に制限はないが、バリン(V)残基、ロイシン(L)残基、イソロイシン(I)残基、メチオニン(M)残基、プロリン(P)残基、フェニルアラニン(F)残基及びトリプトファン(W)残基等の疎水性アミノ酸残基、グルタミン(Q)残基、アスパラギン(N)残基、セリン(S)残基、リシン(K)残基及びグルタミン酸(E)残基等の親水性アミノ酸残基が好ましく、バリン(V)残基、ロイシン(L)残基、イソロイシン(I)残基、フェニルアラニン(F)残基及びグルタミン(Q)残基がより好ましく、グルタミン(Q)残基が更に好ましい。 The other amino acid residue mentioned above is not particularly limited as long as it is an amino acid residue other than glycine residue, but valine (V) residue, leucine (L) residue, isoleucine (I) residue, methionine ( Hydrophobic amino acid residues such as M) residues, proline (P) residues, phenylalanine (F) residues and tryptophan (W) residues, glutamine (Q) residues, asparagine (N) residues, serine (S ) residues, lysine (K) residues and glutamic acid (E) residues are preferred, and hydrophilic amino acid residues such as valine (V) residues, leucine (L) residues, isoleucine (I) residues, phenylalanine ( F) residues and glutamine (Q) residues are more preferred, and glutamine (Q) residues are even more preferred.
第2の改変フィブロインのより具体的な例として、(2-i)配列番号6(Met-PRT380)、配列番号7(Met-PRT410)、配列番号8(Met-PRT525)若しくは配列番号9(Met-PRT799)で示されるアミノ酸配列、又は(2-ii)配列番号6、配列番号7、配列番号8若しくは配列番号9で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。 More specific examples of the second modified fibroin include (2-i) SEQ ID NO: 6 (Met-PRT380), SEQ ID NO: 7 (Met-PRT410), SEQ ID NO: 8 (Met-PRT525) or SEQ ID NO: 9 (Met -PRT799), or (2-ii) SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, or SEQ ID NO: 9. Mention may be made of modified fibroin.
(2-i)の改変フィブロインについて説明する。配列番号6で示されるアミノ酸配列は、天然由来のフィブロインに相当する配列番号10(Met-PRT313)で示されるアミノ酸配列のREP中の全てのGGXをGQXに置換したものである。配列番号7で示されるアミノ酸配列は、配列番号6で示されるアミノ酸配列から、N末端側からC末端側に向かって2つおきに(A)nモチーフを欠失させ、更にC末端配列の手前に[(A)nモチーフ-REP]を1つ挿入したものである。配列番号8で示されるアミノ酸配列は、配列番号7で示されるアミノ酸配列の各(A)nモチーフのC末端側に2つのアラニン残基を挿入し、更に一部のグルタミン(Q)残基をセリン(S)残基に置換し、配列番号7の分子量とほぼ同じとなるようにC末端側の一部のアミノ酸を欠失させたものである。配列番号9で示されるアミノ酸配列は、配列番号7で示されるアミノ酸配列中に存在する20個のドメイン配列の領域(但し、当該領域のC末端側の数アミノ酸残基が置換されている。)を4回繰り返した配列のC末端に所定のヒンジ配列とHisタグ配列が付加されたものである。 The modified fibroin of (2-i) will be explained. The amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 6 is obtained by replacing all GGX in REP of the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 10 (Met-PRT313) corresponding to naturally occurring fibroin with GQX. The amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 7 is obtained by deleting every two (A) n motifs from the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 6 from the N-terminal side to the C-terminal side, and furthermore, in front of the C-terminal sequence. [(A) n motif-REP] is inserted into the . The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8 has two alanine residues inserted on the C-terminal side of each (A) n motif of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7, and a partial glutamine (Q) residue. It is obtained by substituting serine (S) residues and deleting some amino acids on the C-terminal side so that the molecular weight is almost the same as that of SEQ ID NO:7. The amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 9 is a region of 20 domain sequences present in the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 7 (however, several amino acid residues on the C-terminal side of the region are substituted). A predetermined hinge sequence and a His tag sequence are added to the C-terminus of a sequence in which is repeated four times.
配列番号10で示されるアミノ酸配列(天然由来のフィブロインに相当)におけるz/wの値は、46.8%である。配列番号6で示されるアミノ酸配列、配列番号7で示されるアミノ酸配列、配列番号8で示されるアミノ酸配列、及び配列番号9で示されるアミノ酸配列におけるz/wの値は、それぞれ58.7%、70.1%、66.1%及び70.0%である。また、配列番号10、配列番号6、配列番号7、配列番号8及び配列番号9で示されるアミノ酸配列のギザ比率(後述する)1:1.8~11.3におけるx/yの値は、それぞれ15.0%、15.0%、93.4%、92.7%及び89.8%である。 The z/w value in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 10 (corresponding to naturally occurring fibroin) is 46.8%. The z/w values in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6, the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7, the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8, and the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9 are each 58.7%, 70.1%, 66.1% and 70.0%. In addition, the value 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 NO: 10, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 9 is 15.0%, 15.0%, 93.4%, 92.7% and 89.8% respectively.
(2-i)の改変フィブロインは、配列番号6、配列番号7、配列番号8又は配列番号9で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。 The modified fibroin of (2-i) may consist of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:6, SEQ ID NO:7, SEQ ID NO:8 or SEQ ID NO:9.
(2-ii)の改変フィブロインは、配列番号6、配列番号7、配列番号8又は配列番号9で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。(2-ii)の改変フィブロインもまた、式1:[(A)nモチーフ-REP]mで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 The modified fibroin (2-ii) contains an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9. The modified fibroin of (2-ii) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m . The sequence identity is preferably 95% or more.
(2-ii)の改変フィブロインは、配列番号6、配列番号7、配列番号8又は配列番号9で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有し、かつREP中に含まれるXGX(但し、Xはグリシン以外のアミノ酸残基を示す。)からなるアミノ酸配列の総アミノ酸残基数をzとし、上記ドメイン配列中のREPの総アミノ酸残基数をwとしたときに、z/wが50.9%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (2-ii) has a sequence identity of 90% or more with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9, and XGX contained in REP ( where X represents an amino acid residue other than glycine). is preferably 50.9% or more.
第2の改変フィブロインは、N末端及びC末端のいずれか一方又は両方にタグ配列を含んでいてもよい。これにより、改変フィブロインの単離、固定化、検出及び可視化等が可能となる。 The second modified fibroin may contain a tag sequence at either or both of the N-terminus and C-terminus. This enables isolation, immobilization, detection, visualization, and the like of modified fibroin.
タグ配列として、例えば、他の分子との特異的親和性(結合性、アフィニティ)を利用したアフィニティタグを挙げることができる。アフィニティタグの具体例として、ヒスチジンタグ(Hisタグ)を挙げることができる。Hisタグは、ヒスチジン残基が4から10個程度並んだ短いペプチドで、ニッケル等の金属イオンと特異的に結合する性質があるため、金属キレートクロマトグラフィー(chelating metal chromatography)による改変フィブロインの単離に利用することができる。タグ配列の具体例として、例えば、配列番号11で示されるアミノ酸配列(Hisタグ配列及びヒンジ配列を含むアミノ酸配列)が挙げられる。 Examples of tag sequences include affinity tags that utilize specific affinity with other molecules. A specific example of the affinity tag is a histidine tag (His tag). His-tag is a short peptide in which about 4 to 10 histidine residues are arranged, and has the property of specifically binding to metal ions such as nickel, so isolation of modified fibroin by metal chelating metal chromatography can be used for A specific example of the tag sequence is the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11 (an amino acid sequence containing a His tag sequence and a hinge sequence).
また、グルタチオンに特異的に結合するグルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、マルトースに特異的に結合するマルトース結合タンパク質(MBP)等のタグ配列を利用することもできる。 Also, tag sequences such as glutathione-S-transferase (GST) that specifically binds to glutathione and maltose binding protein (MBP) that specifically binds to maltose can 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" using an antigen-antibody reaction can also be used. By adding an antigenic peptide (epitope) as a tag sequence, an antibody against the epitope can be bound. Examples of epitope tags include HA (peptide sequence of influenza virus hemagglutinin) tag, myc tag, FLAG tag, and the like. Modified fibroin can be easily purified with high specificity by using an epitope tag.
さらにタグ配列を特定のプロテアーゼで切り離せるようにしたものも使用することができる。当該タグ配列を介して吸着したタンパク質をプロテアーゼ処理することにより、タグ配列を切り離した改変フィブロインを回収することもできる。 Furthermore, a tag sequence that can be cleaved by a specific protease can also be used. The modified fibroin from which the tag sequence has been cut off can also be recovered by treating the protein adsorbed via the tag sequence with protease.
タグ配列を含む改変フィブロインのより具体的な例として、(2-iii)配列番号12(PRT380)、配列番号13(PRT410)、配列番号14(PRT525)若しくは配列番号15(PRT799)で示されるアミノ酸配列、又は(2-iv)配列番号12、配列番号13、配列番号14若しくは配列番号15で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。 More specific examples of modified fibroin containing a tag sequence include: (2-iii) amino acids represented by SEQ ID NO: 12 (PRT380), SEQ ID NO: 13 (PRT410), SEQ ID NO: 14 (PRT525) or SEQ ID NO: 15 (PRT799) sequence, or (2-iv) a modified fibroin comprising an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15. .
配列番号16(PRT313)、配列番号12、配列番号13、配列番号14及び配列番号15で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号10、配列番号6、配列番号7、配列番号8及び配列番号9で示されるアミノ酸配列のN末端に配列番号11で示されるアミノ酸配列(Hisタグ配列及びヒンジ配列を含む)を付加したものである。 The amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 16 (PRT313), SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 and SEQ ID NO: 15 are SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 9, respectively. The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11 (including His tag sequence and hinge sequence) was added to the N-terminus of the amino acid sequence shown.
(2-iii)の改変フィブロインは、配列番号12、配列番号13、配列番号14又は配列番号15で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。 The modified fibroin of (2-iii) may consist of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15.
(2-iv)の改変フィブロインは、配列番号12、配列番号13、配列番号14又は配列番号15で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。(2-iv)の改変フィブロインもまた、式1:[(A)nモチーフ-REP]mで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (2-iv) contains an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15. The modified fibroin of (2-iv) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m . The sequence identity is preferably 95% or more.
(2-iv)の改変フィブロインは、配列番号12、配列番号13、配列番号14又は配列番号15で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有し、かつREP中に含まれるXGX(但し、Xはグリシン以外のアミノ酸残基を示す。)からなるアミノ酸配列の総アミノ酸残基数をzとし、上記ドメイン配列中のREPの総アミノ酸残基数をwとしたときに、z/wが50.9%以上であることが好ましい。 (2-iv) modified fibroin has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15, and is contained in REP ( where X represents an amino acid residue other than glycine). is preferably 50.9% or more.
第2の改変フィブロインは、組換えタンパク質生産系において生産されたタンパク質を宿主の外部に放出するための分泌シグナルを含んでいてもよい。分泌シグナルの配列は、宿主の種類に応じて適宜設定することができる。 The second modified fibroin may contain a secretion signal for releasing the protein produced in the recombinant protein production system to the outside of the host. The sequence of the secretory signal can be appropriately set according to the type of host.
第3の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、(A)nモチーフの含有量が低減されたアミノ酸配列を有する。第3の改変フィブロインのドメイン配列は、天然由来のフィブロインと比較して、少なくとも1又は複数の(A)nモチーフが欠失したことに相当するアミノ酸配列を有するものということができる。 A third modified fibroin has an amino acid sequence in which the domain sequence has a reduced content of (A) n motifs compared to the naturally occurring fibroin. The domain sequence of the third modified fibroin can be said to have an amino acid sequence corresponding to deletion of at least one or more (A) n motifs compared to the naturally occurring fibroin.
第3の改変フィブロインは、天然由来のフィブロインから(A)nモチーフを10~40%欠失させたことに相当するアミノ酸配列を有するものであってもよい。 A third modified fibroin may have an amino acid sequence corresponding to 10-40% deletion of the (A) n motif from the naturally-occurring fibroin.
第3の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、少なくともN末端側からC末端側に向かって1~3つの(A)nモチーフ毎に1つの(A)nモチーフが欠失したことに相当するアミノ酸配列を有するものであってもよい。 A third modified fibroin has a domain sequence at least one (A) n motif for every 1-3 (A) n motifs from the N-terminal side to the C-terminal side as compared to the naturally-occurring fibroin. may have an amino acid sequence corresponding to the deletion of
第3の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、少なくともN末端側からC末端側に向かって2つ連続した(A)nモチーフの欠失、及び1つの(A)nモチーフの欠失がこの順に繰り返されたことに相当するアミノ酸配列を有するものであってもよい。 The third modified fibroin has at least two consecutive (A) n motif deletions from the N-terminal side to the C-terminal side and one (A ) may have an amino acid sequence corresponding to deletion of n motifs repeated in this order.
第3の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、少なくともN末端側からC末端側に向かって2つおきに(A)nモチーフが欠失したことに相当するアミノ酸配列を有するものであってもよい。 The third modified fibroin may have an amino acid sequence corresponding to deletion of at least every two (A) n motifs from the N-terminal side to the C-terminal side of the domain sequence. .
第3の改変フィブロインは、式1:[(A)nモチーフ-REP]mで表されるドメイン配列を含み、N末端側からC末端側に向かって、隣合う2つの[(A)nモチーフ-REP]ユニットのREPのアミノ酸残基数を順次比較して、アミノ酸残基数が少ないREPのアミノ酸残基数を1としたとき、他方のREPのアミノ酸残基数の比が1.8~11.3となる隣合う2つの[(A)nモチーフ-REP]ユニットのアミノ酸残基数を足し合わせた合計値の最大値をxとし、ドメイン配列の総アミノ酸残基数をyとしたときに、x/yが20%以上、30%以上、40%以上又は50%以上であるアミノ酸配列を有するものであってもよい。(A)nモチーフ中の全アミノ酸残基数に対するアラニン残基数は83%以上であってよいが、86%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、95%以上であることが更に好ましく、100%であること(アラニン残基のみで構成されることを意味する)が更により好ましい。 A third modified fibroin comprises a domain sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m , with two adjacent [(A) n motifs from the N-terminal side to the C-terminal side. -REP] unit sequentially compares the number of amino acid residues of REP, and when the number of amino acid residues of REP with a small number of amino acid residues is set to 1, the ratio of the number of amino acid residues of the other REP is 1.8 to 11. When the maximum value of the total sum of the numbers of amino acid residues of two adjacent [(A) n motif-REP] units equal to 3 is x, and the total number of amino acid residues of the domain sequence is y Furthermore, it may have an amino acid sequence in which x/y is 20% or more, 30% or more, 40% or more, or 50% or more. (A) The number of alanine residues relative to the total number of amino acid residues in the n motif may be 83% or more, preferably 86% or more, more preferably 90% or more, and 95% or more. 100% (meaning composed only of alanine residues) is even more preferred.
x/yの算出方法を図3を参照しながら更に詳細に説明する。図3には、改変フィブロインからN末端配列及びC末端配列を除いたドメイン配列を示す。当該ドメイン配列は、N末端側(左側)から(A)nモチーフ-第1のREP(50アミノ酸残基)-(A)nモチーフ-第2のREP(100アミノ酸残基)-(A)nモチーフ-第3のREP(10アミノ酸残基)-(A)nモチーフ-第4のREP(20アミノ酸残基)-(A)nモチーフ-第5のREP(30アミノ酸残基)-(A)nモチーフという配列を有する。 A method for calculating x/y will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 3 shows the domain sequence of the modified fibroin with the N-terminal and C-terminal sequences removed. The domain sequence is, from the N-terminal side (left side), (A) n motif-first REP (50 amino acid residues)-(A) n motif-second REP (100 amino acid residues)-(A) n Motif-third REP (10 amino acid residues)-(A) n motif-fourth REP (20 amino acid residues)-(A) n motif-fifth REP (30 amino acid residues)-(A) It has a sequence called n motif.
隣合う2つの[(A)nモチーフ-REP]ユニットは、重複がないように、N末端側からC末端側に向かって、順次選択する。このとき、選択されない[(A)nモチーフ-REP]ユニットが存在してもよい。図3には、パターン1(第1のREPと第2のREPの比較、及び第3のREPと第4のREPの比較)、パターン2(第1のREPと第2のREPの比較、及び第4のREPと第5のREPの比較)、パターン3(第2のREPと第3のREPの比較、及び第4のREPと第5のREPの比較)、パターン4(第1のREPと第2のREPの比較)を示した。なお、これ以外にも選択方法は存在する。 Two adjacent [(A) n -motif-REP] units are selected sequentially from the N-terminal side to the C-terminal side so that there is no overlap. At this time, unselected [(A) n motif-REP] units may be present. In FIG. 3, pattern 1 (comparison of the first REP and the second REP, and comparison of the third REP and the fourth REP), pattern 2 (comparison of the first REP and the second REP, and comparison of the fourth REP and the fifth REP), pattern 3 (comparison of the second REP and the third REP, and comparison of the fourth REP and the fifth REP), pattern 4 (comparison of the first REP and A second REP comparison) was shown. Note that there are other selection methods.
次に各パターンについて、選択した隣合う2つの[(A)nモチーフ-REP]ユニット中の各REPのアミノ酸残基数を比較する。比較は、よりアミノ酸残基数の少ない方を1としたときの、他方のアミノ酸残基数の比を求めることによって行う。例えば、第1のREP(50アミノ酸残基)と第2のREP(100アミノ酸残基)の比較の場合、よりアミノ酸残基数の少ない第1のREPを1としたとき、第2のREPのアミノ酸残基数の比は、100/50=2である。同様に、第4のREP(20アミノ酸残基)と第5のREP(30アミノ酸残基)の比較の場合、よりアミノ酸残基数の少ない第4のREPを1としたとき、第5のREPのアミノ酸残基数の比は、30/20=1.5である。 Next, for each pattern, the number of amino acid residues of each REP in two adjacent [(A) n motif-REP] units selected is compared. Comparison is carried out by determining the ratio of the number of amino acid residues to the number of amino acid residues of the other. For example, when comparing the first REP (50 amino acid residues) and the second REP (100 amino acid residues), when the first REP with fewer amino acid residues is set to 1, the second REP is The ratio of amino acid residue numbers is 100/50=2. Similarly, when comparing the fourth REP (20 amino acid residues) and the fifth REP (30 amino acid residues), when the fourth REP with fewer amino acid residues is set to 1, the fifth REP is 30/20=1.5.
図3中、よりアミノ酸残基数の少ない方を1としたときに、他方のアミノ酸残基数の比が1.8~11.3となる[(A)nモチーフ-REP]ユニットの組を実線で示した。本明細書中、この比をギザ比率と呼ぶ。よりアミノ酸残基数の少ない方を1としたときに、他方のアミノ酸残基数の比が1.8未満又は11.3超となる[(A)nモチーフ-REP]ユニットの組は破線で示した。 In FIG. 3, a set of [(A) n motif-REP] units having a ratio of 1.8 to 11.3 for the number of amino acid residues of the other is set to 1 for the one with the smaller number of amino acid residues. It is indicated by a solid line. This ratio is referred to herein as the serration ratio. A set of [(A) n motif-REP] units in which the other amino acid residue number ratio is less than 1.8 or greater than 11.3 when the number of amino acid residues is less than 1 is indicated by a dashed line. Indicated.
各パターンにおいて、実線で示した隣合う2つの[(A)nモチーフ-REP]ユニットの全てのアミノ酸残基数を足し合わせる(REPのみではなく、(A)nモチーフのアミノ酸残基数もである。)。そして、足し合わせた合計値を比較して、当該合計値が最大となるパターンの合計値(合計値の最大値)をxとする。図3に示した例では、パターン1の合計値が最大である。
In each pattern, the numbers of all amino acid residues of two adjacent [(A) n motif-REP] units indicated by solid lines are summed up (not only REP but also the number of amino acid residues of (A) n motifs). be.). Then, the added total values are compared, and the total value (maximum total value) of the pattern with the maximum total value is defined as x. In the example shown in FIG. 3, the total value of
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。 Then x/y (%) can be calculated by dividing x by the total number of amino acid residues y in the domain sequence.
第3の改変フィブロインにおいて、x/yは、50%以上であることが好ましく、60%以上であることがより好ましく、65%以上であることが更に好ましく、70%以上であることが更により好ましく、75%以上であることが更によりまた好ましく、80%以上であることが特に好ましい。x/yの上限に特に制限はなく、例えば、100%以下であってよい。ギザ比率が1:1.9~11.3の場合には、x/yは89.6%以上であることが好ましく、ギザ比率が1:1.8~3.4の場合には、x/yは77.1%以上であることが好ましく、ギザ比率が1:1.9~8.4の場合には、x/yは75.9%以上であることが好ましく、ギザ比率が1:1.9~4.1の場合には、x/yは64.2%以上であることが好ましい。 In the third modified fibroin, x/y is preferably 50% or more, more preferably 60% or more, even more preferably 65% or more, and even more preferably 70% or more. Preferably, 75% or more is even more preferable, and 80% or more is particularly preferable. The upper limit of x/y is not particularly limited, and may be, for example, 100% or less. When the serration ratio is 1:1.9 to 11.3, x/y is preferably 89.6% or more, and when the serration ratio is 1:1.8 to 3.4, x /y is preferably 77.1% or more, and when the serration ratio is 1:1.9 to 8.4, x/y is preferably 75.9% or more, and the serration ratio is 1 : 1.9 to 4.1, x/y is preferably 64.2% or more.
第3の改変フィブロインが、ドメイン配列中に複数存在する(A)nモチーフの少なくとも7つがアラニン残基のみで構成される改変フィブロインである場合、x/yは、46.4%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましく、55%以上であることが更に好ましく、60%以上であることが更により好ましく、70%以上であることが更によりまた好ましく、80%以上であることが特に好ましい。x/yの上限に特に制限はなく、100%以下であればよい。 When the third modified fibroin is a modified fibroin in which at least 7 of the (A) n motifs present in the domain sequence are composed only of alanine residues, x/y is 46.4% or more. is preferably 50% or more, more preferably 55% or more, even more preferably 60% or more, even more preferably 70% or more, and 80% or more It is particularly preferred to have The upper limit of x/y is not particularly limited as long as it is 100% or less.
ここで、天然由来のフィブロインにおけるx/yについて説明する。まず、上述のように、NCBI GenBankにアミノ酸配列情報が登録されているフィブロインを例示した方法により確認したところ、663種類のフィブロイン(このうち、クモ類由来のフィブロインは415種類)が抽出された。抽出された全てのフィブロインのうち、式1:[(A)nモチーフ-REP]mで表されるドメイン配列で構成される天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から、上述の算出方法により、x/yを算出した。ギザ比率が1:1.9~4.1の場合の結果を図5に示す。 Here, x/y in naturally occurring fibroin will be explained. First, as described above, fibroin whose amino acid sequence information is registered in NCBI GenBank was confirmed by the method exemplified, and 663 types of fibroin (among them, 415 types of arachnid-derived fibroin) were extracted. Of all the extracted fibroin, from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin composed of the domain sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m , x/y was calculated. FIG. 5 shows the results when the serration ratio is 1:1.9 to 4.1.
図5の横軸はx/y(%)を示し、縦軸は頻度を示す。図5から明らかなとおり、天然由来のフィブロインにおけるx/yは、いずれも64.2%未満である(最も高いもので、64.14%)。 The horizontal axis of FIG. 5 indicates x/y (%), and the vertical axis indicates frequency. As is clear from FIG. 5, the x/y ratios for naturally occurring fibroin are all less than 64.2% (the highest is 64.14%).
第3の改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列から、x/yが64.2%以上になるように(A)nモチーフをコードする配列の1又は複数を欠失させることにより得ることができる。また、例えば、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から、x/yが64.2%以上になるように1又は複数の(A)nモチーフが欠失したことに相当するアミノ酸配列を設計し、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより得ることもできる。いずれの場合においても、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から(A)nモチーフが欠失したことに相当する改変に加え、更に1又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び/又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変を行ってもよい。 The third modified fibroin, for example, deletes one or more of the (A) n motif-encoding sequences from the cloned naturally occurring fibroin gene sequence such that x/y is 64.2% or more. can be obtained by Alternatively, for example, an amino acid sequence corresponding to deletion of one or more (A) n motifs is designed such that x/y is 64.2% or more 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 described above. In any case, in addition to the modification corresponding to the deletion of the (A) n motif from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin, one or more amino acid residues are substituted, deleted, inserted and/or added. Alterations in the amino acid sequence corresponding to what has been done may be made.
第3の改変フィブロインのより具体的な例として、(3-i)配列番号17(Met-PRT399)、配列番号7(Met-PRT410)、配列番号8(Met-PRT525)若しくは配列番号9(Met-PRT799)で示されるアミノ酸配列、又は(3-ii)配列番号17、配列番号7、配列番号8若しくは配列番号9で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。 More specific examples of the third modified fibroin include (3-i) SEQ ID NO: 17 (Met-PRT399), SEQ ID NO: 7 (Met-PRT410), SEQ ID NO: 8 (Met-PRT525) or SEQ ID NO: 9 (Met -PRT799), or (3-ii) SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, or SEQ ID NO: 9. Mention may be made of modified fibroin.
(3-i)の改変フィブロインについて説明する。配列番号17で示されるアミノ酸配列は、天然由来のフィブロインに相当する配列番号10(Met-PRT313)で示されるアミノ酸配列から、N末端側からC末端側に向かって2つおきに(A)nモチーフを欠失させ、更にC末端配列の手前に[(A)nモチーフ-REP]を1つ挿入したものである。配列番号7、配列番号8又は配列番号9で示されるアミノ酸配列は、第2の改変フィブロインで説明したとおりである。 The modified fibroin of (3-i) will be explained. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 17 is every two (A) n The motif was deleted and one [(A) n motif-REP] was inserted in front of the C-terminal sequence. The amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9 is as described in the second modified fibroin.
配列番号10で示されるアミノ酸配列(天然由来のフィブロインに相当)のギザ比率1:1.8~11.3におけるx/yの値は15.0%である。配列番号17で示されるアミノ酸配列、及び配列番号7で示されるアミノ酸配列におけるx/yの値は、いずれも93.4%である。配列番号8で示されるアミノ酸配列におけるx/yの値は、92.7%である。配列番号9で示されるアミノ酸配列におけるx/yの値は、89.8%である。配列番号10、配列番号17、配列番号7、配列番号8及び配列番号9で示されるアミノ酸配列におけるz/wの値は、それぞれ46.8%、56.2%、70.1%、66.1%及び70.0%である。 The x/y value of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 10 (corresponding to naturally-occurring fibroin) is 15.0% at the jagged ratio of 1:1.8 to 11.3. The x/y values of the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 17 and the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 7 are both 93.4%. The value of x/y in the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 8 is 92.7%. The value of x/y in the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 9 is 89.8%. The z/w values in the amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 9 are 46.8%, 56.2%, 70.1%, 66.0%, respectively. 1% and 70.0%.
(3-i)の改変フィブロインは、配列番号17、配列番号7、配列番号8又は配列番号9で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。 The modified fibroin of (3-i) may consist of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9.
(3-ii)の改変フィブロインは、配列番号17、配列番号7、配列番号8又は配列番号9で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。(3-ii)の改変フィブロインもまた、式1:[(A)nモチーフ-REP]mで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (3-ii) contains an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9. The modified fibroin of (3-ii) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m . The sequence identity is preferably 95% or more.
(3-ii)の改変フィブロインは、配列番号17、配列番号7、配列番号8又は配列番号9で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有し、かつN末端側からC末端側に向かって、隣合う2つの[(A)nモチーフ-REP]ユニットのREPのアミノ酸残基数を順次比較して、アミノ酸残基数が少ないREPのアミノ酸残基数を1としたとき、他方のREPのアミノ酸残基数の比が1.8~11.3(ギザ比率が1:1.8~11.3)となる隣合う2つの[(A)nモチーフ-REP]ユニットのアミノ酸残基数を足し合わせた合計値の最大値をxとし、ドメイン配列の総アミノ酸残基数をyとしたときに、x/yが64.2%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (3-ii) has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9, and from the N-terminal side to the C-terminal side , the numbers of amino acid residues of REP of two adjacent [(A) n motif-REP] units are sequentially compared, and when the number of amino acid residues of REP with a small number of amino acid residues is set to 1, the number of amino acid residues of the other Amino acid residues of two adjacent [(A) n motif-REP] units with a ratio of the number of amino acid residues of REP of 1.8 to 11.3 (Giza ratio is 1:1.8 to 11.3) It is preferable that x/y is 64.2% or more, where x is the maximum sum of the cardinal numbers and y is the total number of amino acid residues in the domain sequence.
第3の改変フィブロインは、N末端及びC末端のいずれか一方又は両方に上述したタグ配列を含んでいてもよい。 The third modified fibroin may contain the tag sequence described above at either or both of the N-terminus and C-terminus.
タグ配列を含む改変フィブロインのより具体的な例として、(3-iii)配列番号18(PRT399)、配列番号13(PRT410)、配列番号14(PRT525)若しくは配列番号15(PRT799)で示されるアミノ酸配列、又は(3-iv)配列番号18、配列番号13、配列番号14若しくは配列番号15で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。 As more specific examples of modified fibroin containing a tag sequence, (3-iii) the amino acid shown in SEQ ID NO: 18 (PRT399), SEQ ID NO: 13 (PRT410), SEQ ID NO: 14 (PRT525) or SEQ ID NO: 15 (PRT799) sequence, or (3-iv) a modified fibroin comprising an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15. .
配列番号18、配列番号13、配列番号14及び配列番号15で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号17、配列番号7、配列番号8及び配列番号9で示されるアミノ酸配列のN末端に配列番号11で示されるアミノ酸配列(Hisタグ配列及びヒンジ配列を含む)を付加したものである。 The amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 and SEQ ID NO: 15 have SEQ ID NO: 11 at the N-terminus of the amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 9, respectively. The amino acid sequence shown in (including His tag sequence and hinge sequence) is added.
(3-iii)の改変フィブロインは、配列番号18、配列番号13、配列番号14又は配列番号15で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。 The modified fibroin of (3-iii) may consist of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15.
(3-iv)の改変フィブロインは、配列番号18、配列番号13、配列番号14又は配列番号15で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。(3-iv)の改変フィブロインもまた、式1:[(A)nモチーフ-REP]mで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 (3-iv) modified fibroin contains an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15. The modified fibroin of (3-iv) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m . The sequence identity is preferably 95% or more.
(3-iv)の改変フィブロインは、配列番号18、配列番号13、配列番号14又は配列番号15で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有し、かつN末端側からC末端側に向かって、隣合う2つの[(A)nモチーフ-REP]ユニットのREPのアミノ酸残基数を順次比較して、アミノ酸残基数が少ないREPのアミノ酸残基数を1としたとき、他方のREPのアミノ酸残基数の比が1.8~11.3となる隣合う2つの[(A)nモチーフ-REP]ユニットのアミノ酸残基数を足し合わせた合計値の最大値をxとし、ドメイン配列の総アミノ酸残基数をyとしたときに、x/yが64.2%以上であることが好ましい。 (3-iv) modified fibroin has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15, and , the numbers of amino acid residues of REP of two adjacent [(A) n motif-REP] units are sequentially compared, and when the number of amino acid residues of REP with a small number of amino acid residues is set to 1, the number of amino acid residues of the other Let x be the maximum value of the total sum of the amino acid residue numbers of two adjacent [(A) n motif-REP] units with a ratio of the number of amino acid residues of REP of 1.8 to 11.3. , x/y is preferably 64.2% or more, where y is the total number of amino acid residues in the domain sequence.
第3の改変フィブロインは、組換えタンパク質生産系において生産されたタンパク質を宿主の外部に放出するための分泌シグナルを含んでいてもよい。分泌シグナルの配列は、宿主の種類に応じて適宜設定することができる。 The third modified fibroin may contain a secretion signal for releasing the protein produced in the recombinant protein production system to the outside of the host. The sequence of the secretory signal can be appropriately set according to the type of host.
第4の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、(A)nモチーフの含有量が低減されたことに加え、グリシン残基の含有量が低減されたアミノ酸配列を有するものである。第4の改変フィブロインのドメイン配列は、天然由来のフィブロインと比較して、少なくとも1又は複数の(A)nモチーフが欠失したことに加え、更に少なくともREP中の1又は複数のグリシン残基が別のアミノ酸残基に置換されたことに相当するアミノ酸配列を有するものということができる。すなわち、第4の改変フィブロインは、上述した第2の改変フィブロインと、第3の改変フィブロインの特徴を併せ持つ改変フィブロインである。具体的な態様等は、第2の改変フィブロイン、及び第3の改変フィブロインで説明したとおりである。 The fourth modified fibroin has an amino acid sequence whose domain sequence has a reduced content of (A) n motifs and a reduced content of glycine residues compared to naturally occurring fibroin. have. The domain sequence of the fourth modified fibroin is that at least one or more (A) n motifs are deleted, and at least one or more glycine residues in REP are deleted compared to the naturally occurring fibroin. It can be said to have an amino acid sequence corresponding to substitution with another amino acid residue. That is, the fourth modified fibroin is a modified fibroin having both the features of the above-described second modified fibroin and the third modified fibroin. Specific aspects and the like are as described in the second modified fibroin and the third modified fibroin.
第4の改変フィブロインのより具体的な例として、(4-i)配列番号7(Met-PRT410)、配列番号8(Met-PRT525)、配列番号9(Met-PRT799)、配列番号13(PRT410)、配列番号14(PRT525)若しくは配列番号15(PRT799)で示されるアミノ酸配列、又は(4-ii)配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番号13、配列番号14若しくは配列番号15で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番号13、配列番号14又は配列番号15で示されるアミノ酸配列を含む改変フィブロインの具体的な態様は上述のとおりである。 More specific examples of the fourth modified fibroin include (4-i) SEQ ID NO: 7 (Met-PRT410), SEQ ID NO: 8 (Met-PRT525), SEQ ID NO: 9 (Met-PRT799), SEQ ID NO: 13 (PRT410 ), the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14 (PRT525) or SEQ ID NO: 15 (PRT799), or (4-ii) SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15 Modified fibroin comprising an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in . Specific embodiments of the modified fibroin comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15 are as described above.
第5の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、REP中の1又は複数のアミノ酸残基が疎水性指標の大きいアミノ酸残基に置換されたこと、及び/又はREP中に1又は複数の疎水性指標の大きいアミノ酸残基が挿入されたことに相当する、局所的に疎水性指標の大きい領域を含むアミノ酸配列を有するものであってよい。 A fifth modified fibroin has a domain sequence in which one or more amino acid residues in REP are replaced with amino acid residues having a larger hydrophobicity index than in naturally occurring fibroin, and/or REP It may have an amino acid sequence that includes regions of high local hydrophobicity index corresponding to the insertion of one or more amino acid residues with high hydrophobicity index therein.
局所的に疎水性指標の大きい領域は、連続する2~4アミノ酸残基で構成されていることが好ましい。 A region with a locally high hydrophobicity index is preferably composed of 2 to 4 consecutive 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). A residue is more preferred.
第5の改変フィブロインは、天然由来のフィブロインと比較して、REP中の1又は複数のアミノ酸残基が疎水性指標の大きいアミノ酸残基に置換されたこと、及び/又はREP中に1又は複数の疎水性指標の大きいアミノ酸残基が挿入されたことに相当する改変に加え、更に、天然由来のフィブロインと比較して、1又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び/又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変があってもよい。 A fifth modified fibroin is obtained by replacing one or more amino acid residues in REP with amino acid residues having a higher hydrophobicity index than in naturally occurring fibroin, and/or one or more In addition to the modification corresponding to the insertion of an amino acid residue with a large hydrophobicity index, one or more amino acid residues are substituted, deleted, inserted and / or added as compared to naturally occurring fibroin There may be alterations in the amino acid sequence corresponding to what has been done.
第5の改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列からREP中の1又は複数の親水性アミノ酸残基(例えば、疎水性指標がマイナスであるアミノ酸残基)を疎水性アミノ酸残基(例えば、疎水性指標がプラスであるアミノ酸残基)に置換すること、及び/又はREP中に1又は複数の疎水性アミノ酸残基を挿入することにより得ることができる。また、例えば、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列からREP中の1又は複数の親水性アミノ酸残基を疎水性アミノ酸残基に置換したこと、及び/又はREP中に1又は複数の疎水性アミノ酸残基を挿入したことに相当するアミノ酸配列を設計し、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより得ることもできる。いずれの場合においても、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列からREP中の1又は複数の親水性アミノ酸残基を疎水性アミノ酸残基に置換したこと、及び/又はREP中に1又は複数の疎水性アミノ酸残基を挿入したことに相当する改変に加え、更に1又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び/又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変を行ってもよい。 For the fifth modified fibroin, for example, one or more hydrophilic amino acid residues (eg, amino acid residues with a negative hydrophobicity index) in REP from the cloned naturally occurring fibroin gene sequence are replaced with hydrophobic amino acid residues. by substituting a group (for example, an amino acid residue with a positive hydrophobicity index) and/or by inserting one or more hydrophobic amino acid residues into REP. Further, for example, substitution of one or more hydrophilic amino acid residues in REP with hydrophobic amino acid residues from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin, and/or one or more hydrophobic amino acid residues in REP It can also be obtained by designing an amino acid sequence corresponding to the insertion of and chemically synthesizing a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence. In any case, substitution of one or more hydrophilic amino acid residues in REP with hydrophobic amino acid residues from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin, and/or one or more hydrophobic amino acids in REP In addition to modifications corresponding to residue insertions, amino acid sequence modifications corresponding to substitutions, deletions, insertions and/or additions of one or more amino acid residues may also be made.
第5の改変フィブロインは、式1:[(A)nモチーフ-REP]mで表されるドメイン配列を含み、最もC末端側に位置する(A)nモチーフから上記ドメイン配列のC末端までの配列を上記ドメイン配列から除いた配列に含まれる全てのREPにおいて、連続する4アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が2.6以上となる領域に含まれるアミノ酸残基の総数をpとし、最もC末端側に位置する(A)nモチーフから上記ドメイン配列のC末端までの配列を上記ドメイン配列から除いた配列に含まれるアミノ酸残基の総数をqとしたときに、p/qが6.2%以上であるアミノ酸配列を有してもよい。 The fifth modified fibroin comprises a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m , and from the (A) n motif located on the most C-terminal side to the C-terminus of the domain sequence Let p be the total number of amino acid residues contained in a region where the average value of the hydrophobic index of four consecutive amino acid residues is 2.6 or more in all REPs contained in the sequences excluding the sequences from the domain sequence, p/q is 6, where q is the total number of amino acid residues contained in the sequence obtained by excluding the sequence from the (A) n motif located on the most C-terminal side to the C-terminus of the domain sequence from the domain sequence. It may have an amino acid sequence that is greater than or equal to .2%.
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。 Hydropathy indexes of amino acid residues are known (Hydropathy index: Kyte J, & Doolittle R (1982) "A simple method for displaying the hydropathic character of a protein", J. Mol. Biol., 157, pp. 157). 105-132). Specifically, the hydropathic index (hereinafter also referred to as “HI”) of each amino acid is as shown in Table 1 below.
p/qの算出方法を更に詳細に説明する。算出には、式1:[(A)nモチーフ-REP]mで表されるドメイン配列から、最もC末端側に位置する(A)nモチーフからドメイン配列のC末端までの配列を除いた配列(以下、「配列A」とする)を用いる。まず、配列Aに含まれる全てのREPにおいて、連続する4アミノ酸残基の疎水性指標の平均値を算出する。疎水性指標の平均値は、連続する4アミノ酸残基に含まれる各アミノ酸残基のHIの総和を4(アミノ酸残基数)で除して求める。疎水性指標の平均値は、全ての連続する4アミノ酸残基について求める(各アミノ酸残基は、1~4回平均値の算出に用いられる。)。次いで、連続する4アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が2.6以上となる領域を特定する。あるアミノ酸残基が、複数の「疎水性指標の平均値が2.6以上となる連続する4アミノ酸残基」に該当する場合であっても、領域中には1アミノ酸残基として含まれることになる。そして、当該領域に含まれるアミノ酸残基の総数がpである。また、配列Aに含まれるアミノ酸残基の総数がqである。
A method for calculating p/q will be described in more detail. For the calculation, the sequence from the domain sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m excluding the sequence from the (A) n motif located on the most C-terminal side to the C-terminus of the domain sequence (hereinafter referred to as “sequence A”) is used. First, in all REPs contained in sequence A, the average value of the hydrophobic index of 4 consecutive amino acid residues is calculated. The average value of the hydrophobicity index is obtained by dividing the sum of HI of each amino acid residue contained in four consecutive amino acid residues by 4 (the number of amino acid residues). The average value of the hydrophobicity index is obtained for all four consecutive amino acid residues (each amino acid residue is used to calculate the
例えば、「疎水性指標の平均値が2.6以上となる連続する4アミノ酸残基」が20カ所抽出された場合(重複はなし)、連続する4アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が2.6以上となる領域には、連続する4アミノ酸残基(重複はなし)が20含まれることになり、pは20×4=80である。また、例えば、2つの「疎水性指標の平均値が2.6以上となる連続する4アミノ酸残基」が1アミノ酸残基だけ重複して存在する場合、連続する4アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が2.6以上となる領域には、7アミノ酸残基含まれることになる(p=2×4-1=7。「-1」は重複分の控除である。)。例えば、図6に示したドメイン配列の場合、「疎水性指標の平均値が2.6以上となる連続する4アミノ酸残基」が重複せずに7つ存在するため、pは7×4=28となる。また、例えば、図6に示したドメイン配列の場合、qは4+50+4+40+4+10+4+20+4+30=170である(C末端側の最後に存在する(A)nモチーフは含めない)。次に、pをqで除すことによって、p/q(%)を算出することができる。図6の場合28/170=16.47%となる。 For example, if 20 “continuous 4 amino acid residues with an average hydrophobic index of 2.6 or more” are extracted (no overlap), the average hydrophobic index of 4 consecutive amino acid residues is 2 A region that is 0.6 or greater will contain 20 consecutive 4-amino acid residues (no overlap), and p is 20×4=80. Further, for example, when two "consecutive 4 amino acid residues having an average hydrophobicity index of 2.6 or more" exist overlapping by one amino acid residue, the hydrophobic index of the consecutive 4 amino acid residues A region with an average of 2.6 or more contains 7 amino acid residues (p=2×4−1=7, where “−1” is duplicate subtraction). For example, in the case of the domain sequence shown in FIG. 6, there are seven non-overlapping “continuous 4 amino acid residues with an average hydrophobicity index of 2.6 or more”, so p is 7 × 4 = 28. For example, in the case of the domain sequence shown in FIG. 6, q is 4+50+4+40+4+10+4+20+4+30=170 (not including the (A) n motif present at the end of the C-terminal side). Then p/q (%) can be calculated by dividing p by q. In the case of FIG. 6, 28/170=16.47%.
第5の改変フィブロインにおいて、p/qは、6.2%以上であることが好ましく、7%以上であることがより好ましく、10%以上であることが更に好ましく、20%以上であることが更により好ましく、30%以上であることが更によりまた好ましい。p/qの上限は、特に制限されないが、例えば、45%以下であってもよい。 In the fifth modified fibroin, p/q is preferably 6.2% or more, more preferably 7% or more, even more preferably 10% or more, and 20% or more. Even more preferably, it is still more preferably 30% or more. Although the upper limit of p/q is not particularly limited, it may be, for example, 45% or less.
第5の改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインのアミノ酸配列を、上記のp/qの条件を満たすように、REP中の1又は複数の親水性アミノ酸残基(例えば、疎水性指標がマイナスであるアミノ酸残基)を疎水性アミノ酸残基(例えば、疎水性指標がプラスであるアミノ酸残基)に置換すること、及び/又はREP中に1又は複数の疎水性アミノ酸残基を挿入することにより、局所的に疎水性指標の大きい領域を含むアミノ酸配列に改変することにより得ることができる。また、例えば、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から上記のp/qの条件を満たすアミノ酸配列を設計し、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより得ることもできる。いずれの場合においても、天然由来のフィブロインと比較して、REP中の1又は複数のアミノ酸残基が疎水性指標の大きいアミノ酸残基に置換されたこと、及び/又はREP中に1又は複数の疎水性指標の大きいアミノ酸残基が挿入されたことに相当する改変に加え、更に1又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び/又は付加したことに相当する改変を行ってもよい。 For the fifth modified fibroin, for example, the amino acid sequence of the cloned naturally occurring fibroin is modified so as to satisfy the p/q conditions described above, so that one or more hydrophilic amino acid residues in REP (eg, hydrophobicity index). negative amino acid residue) with a hydrophobic amino acid residue (e.g., an amino acid residue with a positive hydrophobicity index), and/or inserting one or more hydrophobic amino acid residues in REP can be obtained by locally modifying an amino acid sequence containing a region with a large hydrophobicity index. Alternatively, for example, it can be obtained by designing an amino acid sequence that satisfies the above p/q conditions from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin, and chemically synthesizing a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence. In any case, one or more amino acid residues in REP have been replaced with amino acid residues having a higher hydrophobicity index compared to naturally-occurring fibroin, and/or one or more In addition to the modification corresponding to the insertion of an amino acid residue with a large hydrophobicity index, further 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。 Amino acid residues with a large hydrophobicity index are not particularly limited, but areoleucine (I), valine (V), leucine (L), phenylalanine (F), cysteine (C), methionine (M) and alanine (A). ) are preferred, and valine (V), leucine (L) and isoleucine (I) are more preferred.
第5の改変フィブロインのより具体的な例として、(5-i)配列番号19(Met-PRT720)、配列番号20(Met-PRT665)若しくは配列番号21(Met-PRT666)で示されるアミノ酸配列、又は(5-ii)配列番号19、配列番号20若しくは配列番号21で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。 As more specific examples of the fifth modified fibroin, (5-i) an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 19 (Met-PRT720), SEQ ID NO: 20 (Met-PRT665), or SEQ ID NO: 21 (Met-PRT666); or (5-ii) modified fibroin comprising an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20 or SEQ ID NO: 21.
(5-i)の改変フィブロインについて説明する。配列番号19で示されるアミノ酸配列は、配列番号7(Met-PRT410)で示されるアミノ酸配列に対し、C末端側の端末のドメイン配列を除いて、REP一つ置きにそれぞれ3アミノ酸残基からなるアミノ酸配列(VLI)を2カ所挿入し、更に一部のグルタミン(Q)残基をセリン(S)残基に置換し、かつC末端側の一部のアミノ酸を欠失させたものである。配列番号20で示されるアミノ酸配列は、配列番号8(Met-PRT525)で示されるアミノ酸配列に対し、REP一つ置きにそれぞれ3アミノ酸残基からなるアミノ酸配列(VLI)を1カ所挿入したものである。配列番号21で示されるアミノ酸配列は、配列番号8で示されるアミノ酸配列に対し、REP一つ置きにそれぞれ3アミノ酸残基からなるアミノ酸配列(VLI)を2カ所挿入したものである。 The modified fibroin of (5-i) will be explained. The amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 19 consists of 3 amino acid residues every other REP except for the terminal domain sequence on the C-terminal side with respect to the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 7 (Met-PRT410). The amino acid sequence (VLI) was inserted at two sites, some glutamine (Q) residues were substituted with serine (S) residues, and some amino acids on the C-terminal side were deleted. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 20 is the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8 (Met-PRT525) in which an amino acid sequence (VLI) consisting of three amino acid residues is inserted at every other REP. be. The amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 21 is obtained by inserting two amino acid sequences (VLI) each consisting of 3 amino acid residues every other REP into the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 8.
(5-i)の改変フィブロインは、配列番号19、配列番号20又は配列番号21で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。 The modified fibroin of (5-i) may consist of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20 or SEQ ID NO: 21.
(5-ii)の改変フィブロインは、配列番号19、配列番号20又は配列番号21で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。(5-ii)の改変フィブロインもまた、式1:[(A)nモチーフ-REP]mで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 The modified fibroin (5-ii) contains an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20 or SEQ ID NO: 21. The modified fibroin of (5-ii) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m . The sequence identity is preferably 95% or more.
(5-ii)の改変フィブロインは、配列番号19、配列番号20又は配列番号21で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有し、かつ最もC末端側に位置する(A)nモチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれる全てのREPにおいて、連続する4アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が2.6以上となる領域に含まれるアミノ酸残基の総数をpとし、最もC末端側に位置する(A)nモチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれるアミノ酸残基の総数をqとしたときに、p/qが6.2%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (5-ii) has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20 or SEQ ID NO: 21, and is located on the most C-terminal side (A) n Amino acids contained in a region where the average hydrophobicity index of 4 consecutive amino acid residues is 2.6 or more in all REPs contained in the domain sequence excluding the sequence from the motif to the C-terminus of the domain sequence Let p be the total number of residues, and q be the total number of amino acid residues contained in the sequence obtained by excluding the sequence from the (A) n motif located on the most C-terminal side to the C-terminus of the domain sequence from the domain sequence. , p/q is preferably 6.2% or more.
第5の改変フィブロインは、N末端及びC末端のいずれか一方又は両方にタグ配列を含んでいてもよい。 The fifth modified fibroin may contain a tag sequence at either or both of the N-terminus and C-terminus.
タグ配列を含む改変フィブロインのより具体的な例として、(5-iii)配列番号22(PRT720)、配列番号23(PRT665)若しくは配列番号24(PRT666)で示されるアミノ酸配列、又は(5-iv)配列番号22、配列番号23若しくは配列番号24で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。 More specific examples of modified fibroin containing a tag sequence include (5-iii) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 22 (PRT720), SEQ ID NO: 23 (PRT665), or SEQ ID NO: 24 (PRT666), or (5-iv ) modified fibroin comprising an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:22, SEQ ID NO:23 or SEQ ID NO:24.
配列番号22、配列番号23及び配列番号24で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号19、配列番号20及び配列番号21で示されるアミノ酸配列のN末端に配列番号11で示されるアミノ酸配列(Hisタグ配列及びヒンジ配列を含む)を付加したものである。 The amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23 and SEQ ID NO: 24 are added to the N-terminals of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20 and SEQ ID NO: 21, respectively, where the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11 (His tag sequence and hinge sequence) are added.
(5-iii)の改変フィブロインは、配列番号22、配列番号23又は配列番号24で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。 The modified fibroin of (5-iii) may consist of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:22, SEQ ID NO:23 or SEQ ID NO:24.
(5-iv)の改変フィブロインは、配列番号22、配列番号23又は配列番号24で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。(5-iv)の改変フィブロインもまた、式1:[(A)nモチーフ-REP]mで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 The modified fibroin (5-iv) contains an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:22, SEQ ID NO:23 or SEQ ID NO:24. The modified fibroin of (5-iv) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m . The sequence identity is preferably 95% or more.
(5-iv)の改変フィブロインは、配列番号22、配列番号23又は配列番号24で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有し、かつ最もC末端側に位置する(A)nモチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれる全てのREPにおいて、連続する4アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が2.6以上となる領域に含まれるアミノ酸残基の総数をpとし、最もC末端側に位置する(A)nモチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれるアミノ酸残基の総数をqとしたときに、p/qが6.2%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (5-iv) has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23 or SEQ ID NO: 24, and is located on the most C-terminal side (A) n Amino acids contained in a region where the average hydrophobicity index of 4 consecutive amino acid residues is 2.6 or more in all REPs contained in the domain sequence excluding the sequence from the motif to the C-terminus of the domain sequence Let p be the total number of residues, and q be the total number of amino acid residues contained in the sequence obtained by excluding the sequence from the (A) n motif located on the most C-terminal side to the C-terminus of the domain sequence from the domain sequence. , p/q is preferably 6.2% or more.
第5の改変フィブロインは、組換えタンパク質生産系において生産されたタンパク質を宿主の外部に放出するための分泌シグナルを含んでいてもよい。分泌シグナルの配列は、宿主の種類に応じて適宜設定することができる。 The fifth modified fibroin may contain a secretion signal for releasing the protein produced in the recombinant protein production system to the outside of the host. The sequence of the secretory signal can be appropriately set according to the type of host.
第6の改変フィブロインは、天然由来のフィブロインと比較して、グルタミン残基の含有量が低減されたアミノ酸配列を有する。 A sixth modified fibroin has an amino acid sequence with a reduced content of glutamine residues compared to naturally occurring fibroin.
第6の改変フィブロインは、REPのアミノ酸配列中に、GGXモチーフ及びGPGXXモチーフから選ばれる少なくとも一つのモチーフが含まれていることが好ましい。 The sixth modified fibroin preferably contains at least one motif selected from a GGX motif and a GPGXX motif in the REP amino acid sequence.
第6の改変フィブロインが、REP中にGPGXXモチーフを含む場合、GPGXXモチーフ含有率は、通常1%以上であり、5%以上であってもよく、10%以上であるのが好ましい。GPGXXモチーフ含有率の上限に特に制限はなく、50%以下であってよく、30%以下であってもよい。 When the sixth modified fibroin contains a GPGXX motif in REP, the GPGXX motif content is usually 1% or more, may be 5% or more, and preferably 10% or more. The upper limit of the GPGXX motif content is not particularly limited, and may be 50% or less, or 30% or less.
本明細書において、「GPGXXモチーフ含有率」は、以下の方法により算出される値である。
式1:[(A)nモチーフ-REP]m、又は式2:[(A)nモチーフ-REP]m-(A)nモチーフで表されるドメイン配列を含むフィブロイン(改変フィブロイン又は天然由来のフィブロイン)において、最もC末端側に位置する(A)nモチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれる全てのREPにおいて、その領域に含まれるGPGXXモチーフの個数の総数を3倍した数(即ち、GPGXXモチーフ中のG及びPの総数に相当)をsとし、最もC末端側に位置する(A)nモチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除き、更に(A)nモチーフを除いた全REPのアミノ酸残基の総数をtとしたときに、GPGXXモチーフ含有率はs/tとして算出される。
As used herein, 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) n motif fibroin (modified fibroin or naturally occurring fibroin), the number of GPGXX motifs contained in the region in all REPs contained in the sequence excluding the sequence from the (A) n motif located on the most C-terminal side to the C-terminus of the domain sequence from the domain sequence The number obtained by multiplying the total by three (that is, the total number of G and P in the GPGXX motif) is defined as s, and the sequence from the (A) n motif located on the most C-terminal side to the C-terminus of the domain sequence is taken from the domain sequence. The GPGXX motif content rate is calculated as s/t, where t is the total number of amino acid residues in all REPs excluding (A) n motifs.
GPGXXモチーフ含有率の算出において、「最もC末端側に位置する(A)nモチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」を対象としているのは、「最もC末端側に位置する(A)nモチーフからドメイン配列のC末端までの配列」(REPに相当する配列)には、フィブロインに特徴的な配列と相関性の低い配列が含まれることがあり、mが小さい場合(つまり、ドメイン配列が短い場合)、GPGXXモチーフ含有率の算出結果に影響するので、この影響を排除するためである。なお、REPのC末端に「GPGXXモチーフ」が位置する場合、「XX」が例えば「AA」の場合であっても、「GPGXXモチーフ」として扱う。 In the calculation of the GPGXX motif content rate, the "sequence obtained by removing the sequence from the (A) n motif located on the most C-terminal side to the C-terminus of the domain sequence from the domain sequence" is "the most C-terminal side (A) The sequence from the n motif to the C-terminus of the domain sequence” (the sequence corresponding to REP) may include sequences that are poorly correlated with sequences characteristic of fibroin, and m is small If the domain sequence is short (that is, if the domain sequence is short), it affects the calculation result of the GPGXX motif content rate, so this effect is to be eliminated. When a "GPGXX motif" is located at the C-terminus of REP, it is treated as a "GPGXX motif" even if "XX" is, for example, "AA".
図7は、改変フィブロインのドメイン配列を示す模式図である。図7を参照しながらGPGXXモチーフ含有率の算出方法を具体的に説明する。まず、図7に示した改変フィブロインのドメイン配列(「[(A)nモチーフ-REP]m-(A)nモチーフ」タイプである。)では、全てのREPが「最もC末端側に位置する(A)nモチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」(図7中、「領域A」で示した配列。)に含まれているため、sを算出するためのGPGXXモチーフの個数は7であり、sは7×3=21となる。同様に、全てのREPが「最もC末端側に位置する(A)nモチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」(図7中、「領域A」で示した配列。)に含まれているため、当該配列から更に(A)nモチーフを除いた全REPのアミノ酸残基の総数tは50+40+10+20+30=150である。次に、sをtで除すことによって、s/t(%)を算出することができ、図7の改変フィブロインの場合21/150=14.0%となる。 FIG. 7 is a schematic diagram showing the domain sequence of modified fibroin. A method for calculating the GPGXX motif content will be specifically described with reference to FIG. First, in the modified fibroin domain sequence (“[(A) n motif-REP] m -(A) n motif” type) shown in FIG. (A) The sequence obtained by removing the sequence from the n motif to the C-terminus of the domain sequence from the domain sequence” (sequence shown as “region A” in FIG. 7). The number of GPGXX motifs is 7, and s is 7×3=21. Similarly, all REPs are "sequences obtained by excluding the sequence from the (A) n motif located on the most C-terminal side to the C-terminus of the domain sequence from the domain sequence" (in FIG. 7, the sequence indicated by "region A" .), the total number of amino acid residues t of all REPs further 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% for the modified fibroin in FIG.
第6の改変フィブロインは、グルタミン残基含有率が9%以下であることが好ましく、7%以下であることがより好ましく、4%以下であることが更に好ましく、0%であることが特に好ましい。 The sixth modified fibroin preferably has a glutamine residue content of 9% or less, more preferably 7% or less, even more preferably 4% or less, and particularly preferably 0%. .
本明細書において、「グルタミン残基含有率」は、以下の方法により算出される値である。
式1:[(A)nモチーフ-REP]m、又は式2:[(A)nモチーフ-REP]m-(A)nモチーフで表されるドメイン配列を含むフィブロイン(改変フィブロイン又は天然由来のフィブロイン)において、最もC末端側に位置する(A)nモチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列(図7の「領域A」に相当する配列。)に含まれる全てのREPにおいて、その領域に含まれるグルタミン残基の総数をuとし、最もC末端側に位置する(A)nモチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除き、更に(A)nモチーフを除いた全REPのアミノ酸残基の総数をtとしたときに、グルタミン残基含有率はu/tとして算出される。グルタミン残基含有率の算出において、「最もC末端側に位置する(A)nモチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」を対象としている理由は、上述した理由と同様である。
As used herein, "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) n motif fibroin (modified fibroin or naturally occurring In fibroin), the sequence from the (A) n motif located on the most C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence is removed from the domain sequence (the sequence corresponding to "region A" in FIG. 7). REP, the total number of glutamine residues contained in the region is u, the sequence from the (A) n motif located on the most C-terminal side to the C-terminus 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 motifs. In the calculation of the glutamine residue content, the target is the "sequence obtained by removing the sequence from the (A) n motif located on the most C-terminal side to the C-terminus of the domain sequence from the domain sequence" because of the reasons described above. It is the same.
第6の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、REP中の1又は複数のグルタミン残基を欠失したこと、又は他のアミノ酸残基に置換したことに相当するアミノ酸配列を有するものであってよい。 A sixth modified fibroin corresponds to a domain sequence that lacks one or more glutamine residues in REP or replaces them with other amino acid residues as compared to the naturally-occurring fibroin. It may have an amino acid sequence.
「他のアミノ酸残基」は、グルタミン残基以外のアミノ酸残基であればよいが、グルタミン残基よりも疎水性指標の大きいアミノ酸残基であることが好ましい。アミノ酸残基の疎水性指標は表1に示すとおりである。 The "other amino acid residue" may be an amino acid residue other than a glutamine residue, but preferably an amino acid residue with a higher hydrophobicity index than that of a glutamine residue. Hydrophobicity indexes of amino acid residues are 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 higher hydrophobicity index than glutamine residues include isoleucine (I), valine (V), leucine (L), phenylalanine (F), cysteine (C), methionine (M ) amino acid residues selected from alanine (A), glycine (G), threonine (T), serine (S), tryptophan (W), tyrosine (Y), proline (P) and histidine (H); 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 preferred. , isoleucine (I), valine (V), leucine (L) and phenylalanine (F).
第6の改変フィブロインは、REPの疎水性度が、-0.8以上であることが好ましく、-0.7以上であることがより好ましく、0以上であることが更に好ましく、0.3以上であることが更により好ましく、0.4以上であることが特に好ましい。REPの疎水性度の上限に特に制限はなく、1.0以下であってよく、0.7以下であってもよい。 The sixth modified fibroin preferably has a REP hydrophobicity of -0.8 or more, more preferably -0.7 or more, even more preferably 0 or more, and 0.3 or more. is even more preferable, and 0.4 or more is particularly preferable. There is no particular upper limit to the hydrophobicity of REP, and it may be 1.0 or less, or 0.7 or less.
本明細書において、「REPの疎水性度」は、以下の方法により算出される値である。
式1:[(A)nモチーフ-REP]m、又は式2:[(A)nモチーフ-REP]m-(A)nモチーフで表されるドメイン配列を含むフィブロイン(改変フィブロイン又は天然由来のフィブロイン)において、最もC末端側に位置する(A)nモチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列(図7の「領域A」に相当する配列。)に含まれる全てのREPにおいて、その領域の各アミノ酸残基の疎水性指標の総和をvとし、最もC末端側に位置する(A)nモチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除き、更に(A)nモチーフを除いた全REPのアミノ酸残基の総数をtとしたときに、REPの疎水性度はv/tとして算出される。REPの疎水性度の算出において、「最もC末端側に位置する(A)nモチーフからドメイン配列のC末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」を対象としている理由は、上述した理由と同様である。
As used herein, 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) n motif fibroin (modified fibroin or naturally occurring In fibroin), the sequence from the (A) n motif located on the most C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence is removed from the domain sequence (the sequence corresponding to "region A" in FIG. 7). In the REP, the sum of the hydrophobicity indices of each amino acid residue in the region is v, and the sequence from the (A) n motif located on the most C-terminal side to the C-terminus 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 in all REPs excluding n motifs. In calculating the hydrophobicity of REP, the reason for targeting "the sequence obtained by removing the sequence from the (A) n motif located on the most C-terminal side to the C-terminus of the domain sequence from the domain sequence" is the reason described above. It is the same.
第6の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、REP中の1又は複数のグルタミン残基を欠失したこと、及び/又はREP中の1又は複数のグルタミン残基を他のアミノ酸残基に置換したことに相当する改変に加え、更に1又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び/又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変があってもよい。 A sixth modified fibroin has a domain sequence lacking one or more glutamine residues in REP and/or one or more glutamine residues in REP compared to naturally-occurring fibroin In addition to the modification corresponding to the substitution of another amino acid residue, there may be modifications of the amino acid sequence corresponding to the substitution, deletion, insertion and / or addition of one or more amino acid residues. .
第6の改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列からREP中の1又は複数のグルタミン残基を欠失させること、及び/又はREP中の1又は複数のグルタミン残基を他のアミノ酸残基に置換することにより得ることができる。また、例えば、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列からREP中の1又は複数のグルタミン残基を欠失したこと、及び/又はREP中の1又は複数のグルタミン残基を他のアミノ酸残基に置換したことに相当するアミノ酸配列を設計し、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより得ることもできる。 A sixth modified fibroin is obtained, for example, by deleting one or more glutamine residues in REP from the cloned naturally occurring fibroin gene sequence and/or by deleting one or more glutamine residues in REP. can be obtained by substituting the amino acid residue of Also, for example, deletion of one or more glutamine residues in REP from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin, and/or substitution of one or more glutamine residues in REP with other amino acid residues It can also be obtained by designing an amino acid sequence corresponding to , and chemically synthesizing a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence.
第6の改変フィブロインのより具体的な例として、(6-i)配列番号25(Met-PRT888)、配列番号26(Met-PRT965)、配列番号27(Met-PRT889)、配列番号28(Met-PRT916)、配列番号29(Met-PRT918)、配列番号30(Met-PRT699)、配列番号31(Met-PRT698)、配列番号32(Met-PRT966)、配列番号41(Met-PRT917)若しくは配列番号42(Met-PRT1028)で示されるアミノ酸配列を含む改変フィブロイン、又は(6-ii)配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28、配列番号29、配列番号30、配列番号31、配列番号32、配列番号41若しくは配列番号42で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む改変フィブロインを挙げることができる。 More specific examples of the sixth modified fibroin include (6-i) SEQ ID NO: 25 (Met-PRT888), SEQ ID NO: 26 (Met-PRT965), SEQ ID NO: 27 (Met-PRT889), SEQ ID NO: 28 (Met -PRT916), SEQ ID NO: 29 (Met-PRT918), SEQ ID NO: 30 (Met-PRT699), SEQ ID NO: 31 (Met-PRT698), SEQ ID NO: 32 (Met-PRT966), SEQ ID NO: 41 (Met-PRT917) or sequence Modified fibroin comprising the amino acid sequence represented by number 42 (Met-PRT1028), or (6-ii) SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO: 26, SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31 , SEQ ID NO: 32, SEQ ID NO: 41 or SEQ ID NO: 42, and a modified fibroin comprising an amino acid sequence having 90% or more sequence identity.
(6-i)の改変フィブロインについて説明する。配列番号25で示されるアミノ酸配列は、配列番号7で示されるアミノ酸配列(Met-PRT410)中のQQを全てVLに置換したものである。配列番号26で示されるアミノ酸配列は、配列番号7で示されるアミノ酸配列中のQQを全てTSに置換し、かつ残りのQをAに置換したものである。配列番号27で示されるアミノ酸配列は、配列番号7で示されるアミノ酸配列中のQQを全てVLに置換し、かつ残りのQをIに置換したものである。配列番号28で示されるアミノ酸配列は、配列番号7で示されるアミノ酸配列中のQQを全てVIに置換し、かつ残りのQをLに置換したものである。配列番号29で示されるアミノ酸配列は、配列番号7で示されるアミノ酸配列中のQQを全てVFに置換し、かつ残りのQをIに置換したものである。 The modified fibroin of (6-i) will be explained. The amino acid sequence shown by SEQ ID NO:25 is obtained by replacing all QQs in the amino acid sequence shown by SEQ ID NO:7 (Met-PRT410) with VL. The amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 26 is obtained by replacing all QQs in the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 7 with TS, and replacing the remaining Q with A. The amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 27 is obtained by replacing all QQs in the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 7 with VL, and replacing the remaining Q with I. The amino acid sequence shown by SEQ ID NO:28 is obtained by substituting VI for all QQs in the amino acid sequence shown by SEQ ID NO:7 and L for the remaining Qs. The amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 29 is obtained by replacing all QQs in the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 7 with VF, and replacing the remaining Q with I.
配列番号30で示されるアミノ酸配列は、配列番号8で示されるアミノ酸配列(Met-PRT525)中のQQを全てVLに置換したものである。配列番号31で示されるアミノ酸配列は、配列番号8で示されるアミノ酸配列中のQQを全てVLに置換し、かつ残りのQをIに置換したものである。 The amino acid sequence shown by SEQ ID NO:30 is obtained by replacing all QQs in the amino acid sequence shown by SEQ ID NO:8 (Met-PRT525) with VL. The amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 31 is obtained by replacing all QQs in the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 8 with VL, and replacing the remaining Q with I.
配列番号32で示されるアミノ酸配列は、配列番号7で示されるアミノ酸配列(Met-PRT410)中に存在する20個のドメイン配列の領域を2回繰り返した配列中のQQを全てVFに置換し、かつ残りのQをIに置換したものである。 The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 32 consists of 20 domain sequence regions present in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 (Met-PRT410) that are repeated twice, and all QQ in the sequence are replaced with VF, And the remaining Q is replaced with I.
配列番号41で示されるアミノ酸配列(Met-PRT917)は、配列番号7で示されるアミノ酸配列中のQQを全てLIに置換し、かつ残りのQをVに置換したものである。配列番号42で示されるアミノ酸配列(Met-PRT1028)は、配列番号7で示されるアミノ酸配列中のQQを全てIFに置換し、かつ残りのQをTに置換したものである。 The amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 41 (Met-PRT917) is obtained by replacing all QQs in the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 7 with LI and the remaining Q with V. The amino acid sequence shown by SEQ ID NO:42 (Met-PRT1028) is obtained by replacing all QQs in the amino acid sequence shown by SEQ ID NO:7 with IF, and replacing the remaining Q with T.
配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28、配列番号29、配列番号30、配列番号31、配列番号32、配列番号41及び配列番号42で示されるアミノ酸配列は、いずれもグルタミン残基含有率は9%以下である(表2)。 SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO: 26, SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31, SEQ ID NO: 32, SEQ ID NO: 41 and SEQ ID NO: 42 are all glutamine residues The group content is below 9% (Table 2).
(6-i)の改変フィブロインは、配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28、配列番号29、配列番号30、配列番号31、配列番号32、配列番号41又は配列番号42で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。 The modified fibroin of (6-i) is represented by SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO: 26, SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31, SEQ ID NO: 32, SEQ ID NO: 41 or SEQ ID NO: 42 It may consist of the amino acid sequence shown.
(6-ii)の改変フィブロインは、配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28、配列番号29、配列番号30、配列番号31、配列番号32、配列番号41又は配列番号42で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。(6-ii)の改変フィブロインもまた、式1:[(A)nモチーフ-REP]m、又は式2:[(A)nモチーフ-REP]m-(A)nモチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (6-ii) is represented by SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO: 26, SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31, SEQ ID NO: 32, SEQ ID NO: 41 or SEQ ID NO: 42 Amino acid sequences having 90% or greater sequence identity with the indicated amino acid sequences are included. The modified fibroin of (6-ii) also has a domain represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m -(A) n motif A protein containing a sequence. The 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 (6-ii) preferably has a glutamine residue content of 9% or less. In addition, the modified fibroin (6-ii) preferably has a GPGXX motif content of 10% or more.
第6の改変フィブロインは、N末端及びC末端のいずれか一方又は両方にタグ配列を含んでいてもよい。これにより、改変フィブロインの単離、固定化、検出及び可視化等が可能となる。 The sixth modified fibroin may contain a tag sequence at either or both of the N-terminus and C-terminus. This enables isolation, immobilization, detection, visualization, and the like of modified fibroin.
タグ配列を含む改変フィブロインのより具体的な例として、(6-iii)配列番号33(PRT888)、配列番号34(PRT965)、配列番号35(PRT889)、配列番号36(PRT916)、配列番号37(PRT918)、配列番号38(PRT699)、配列番号39(PRT698)、配列番号40(PRT966)、配列番号43(PRT917)若しくは配列番号44(PRT1028)で示されるアミノ酸配列を含む改変フィブロイン、又は(6-iv)配列番号33、配列番号34、配列番号35、配列番号36、配列番号37、配列番号38、配列番号39、配列番号40、配列番号43若しくは配列番号44で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む改変フィブロインを挙げることができる。 More specific examples of modified fibroin containing a tag sequence include (6-iii) SEQ ID NO: 33 (PRT888), SEQ ID NO: 34 (PRT965), SEQ ID NO: 35 (PRT889), SEQ ID NO: 36 (PRT916), SEQ ID NO: 37 (PRT918), SEQ ID NO: 38 (PRT699), SEQ ID NO: 39 (PRT698), SEQ ID NO: 40 (PRT966), SEQ ID NO: 43 (PRT917) or SEQ ID NO: 44 (PRT1028) modified fibroin comprising the amino acid sequence, or ( 6-iv) SEQ ID NO: 33, SEQ ID NO: 34, SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39, SEQ ID NO: 40, SEQ ID NO: 43 or SEQ ID NO: 44 and 90 Modified fibroins comprising amino acid sequences with greater than % sequence identity can be mentioned.
配列番号33、配列番号34、配列番号35、配列番号36、配列番号37、配列番号38、配列番号39、配列番号40、配列番号43及び配列番号44で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号25、配列番号26、配列番号27、配列番号28、配列番号29、配列番号30、配列番号31、配列番号32、配列番号41及び配列番号42で示されるアミノ酸配列のN末端に配列番号11で示されるアミノ酸配列(Hisタグ配列及びヒンジ配列を含む)を付加したものである。N末端にタグ配列を付加しただけであるため、グルタミン残基含有率に変化はなく、配列番号33、配列番号34、配列番号35、配列番号36、配列番号37、配列番号38、配列番号39、配列番号40、配列番号43及び配列番号44で示されるアミノ酸配列は、いずれもグルタミン残基含有率が9%以下である(表3)。 The amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 33, SEQ ID NO: 34, SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39, SEQ ID NO: 40, SEQ ID NO: 43 and SEQ ID NO: 44 are SEQ ID NO: 25 , SEQ ID NO: 26, SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31, SEQ ID NO: 32, SEQ ID NO: 41 and SEQ ID NO: 42 at the N-terminus of SEQ ID NO: 11 The amino acid sequence (including the His-tag sequence and hinge sequence) is added. Since the tag sequence was only added to the N-terminus, there was no change in the glutamine residue content, SEQ ID NO: 33, SEQ ID NO: 34, SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39 , SEQ ID NO: 40, SEQ ID NO: 43 and SEQ ID NO: 44 all have a glutamine residue content of 9% or less (Table 3).
(6-iii)の改変フィブロインは、配列番号33、配列番号34、配列番号35、配列番号36、配列番号37、配列番号38、配列番号39、配列番号40、配列番号43又は配列番号44で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。 The modified fibroin of (6-iii) is SEQ ID NO: 33, SEQ ID NO: 34, SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39, SEQ ID NO: 40, SEQ ID NO: 43 or SEQ ID NO: 44 It may consist of the amino acid sequence shown.
(6-iv)の改変フィブロインは、配列番号33、配列番号34、配列番号35、配列番号36、配列番号37、配列番号38、配列番号39、配列番号40、配列番号43又は配列番号44で示されるアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。(6-iv)の改変フィブロインもまた、式1:[(A)nモチーフ-REP]m、又は式2:[(A)nモチーフ-REP]m-(A)nモチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、95%以上であることが好ましい。 The modified fibroin of (6-iv) is SEQ ID NO: 33, SEQ ID NO: 34, SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39, SEQ ID NO: 40, SEQ ID NO: 43 or SEQ ID NO: 44 Amino acid sequences having 90% or greater sequence identity with the indicated amino acid sequences are included. The modified fibroin of (6-iv) also has a domain represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m -(A) n motif A protein containing a sequence. The 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 (6-iv) preferably has a glutamine residue content of 9% or less. In addition, the modified fibroin (6-iv) preferably has a GPGXX motif content of 10% or more.
第6の改変フィブロインは、組換えタンパク質生産系において生産されたタンパク質を宿主の外部に放出するための分泌シグナルを含んでいてもよい。分泌シグナルの配列は、宿主の種類に応じて適宜設定することができる。 The sixth modified fibroin may contain a secretion signal for releasing the protein produced in the recombinant protein production system to the outside of the host. The sequence of the secretory signal can be appropriately set according to the type of host.
改変フィブロインは、第1の改変フィブロイン、第2の改変フィブロイン、第3の改変フィブロイン、第4の改変フィブロイン、第5の改変フィブロイン、及び第6の改変フィブロインが有する特徴のうち、少なくとも2つ以上の特徴を併せ持つ改変フィブロインであってもよい。 The modified fibroin has at least two or more of the characteristics of the first modified fibroin, the second modified fibroin, the third modified fibroin, the fourth modified fibroin, the fifth modified fibroin, and the sixth modified fibroin. It may be a modified fibroin having the characteristics of
改変フィブロインとしては、親水性改変フィブロインであってもよく、疎水性改変フィブロインであってもよい。本明細書において、「親水性改変フィブロイン」とは、改変フィブロインを構成する全てのアミノ酸残基の疎水性指標(HI)の総和を求め、次にその総和を全アミノ酸残基数で除した値(平均HI)が0以下である改変フィブロインである。疎水性指標は表1に示したとおりである。また、「疎水性改変フィブロイン」とは、平均HIが0超である改変フィブロインである。親水性改変フィブロインは、特に難燃性に優れている。疎水性改変フィブロインは、特に吸湿発熱性及び保温性に優れている。 Modified fibroin may be hydrophilic modified fibroin or hydrophobic modified fibroin. As used herein, "modified hydrophilic fibroin" refers to a value obtained by obtaining the sum of the hydrophobicity index (HI) of all amino acid residues constituting the modified fibroin, and then dividing the sum by the total number of amino acid residues. (average HI) of 0 or less. The hydrophobicity index is as shown in Table 1. A “hydrophobic modified fibroin” is a modified fibroin with an average HI of greater than zero. Hydrophilic modified fibroin is particularly excellent in flame retardancy. Hydrophobic-modified fibroin is particularly excellent in hygroscopic heat generation and heat retention.
親水性改変フィブロインとしては、例えば、配列番号4で示されるアミノ酸配列、配列番号6、配列番号7、配列番号8又は配列番号9で示されるアミノ酸配列、配列番号13、配列番号11、配列番号14又は配列番号15で示されるアミノ酸配列、配列番号18、配列番号7、配列番号8又は配列番号9で示されるアミノ酸配列、配列番号17、配列番号11、配列番号14又は配列番号15で示されるアミノ酸配列、配列番号19、配列番号20又は配列番号21で示されるアミノ酸配列を含む改変フィブロインが挙げられる。 Examples of modified hydrophilic fibroin include the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4, the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, or SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 11, and SEQ ID NO: 14. or the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 15, the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9, the amino acid represented by SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15 A modified fibroin comprising the amino acid sequence shown in the sequence SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20 or SEQ ID NO: 21 is included.
疎水性改変フィブロインとしては、例えば、配列番号27、配列番号28、配列番号29、配列番号30、配列番号31、配列番号32、配列番号33又は配列番号43で示されるアミノ酸配列、配列番号35、配列番号37、配列番号38、配列番号39、配列番号40、配列番号41又は配列番号44で示されるアミノ酸配列を含む改変フィブロインが挙げられる。 Examples of hydrophobically modified fibroin include amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31, SEQ ID NO: 32, SEQ ID NO: 33, or SEQ ID NO: 43, SEQ ID NO: 35, A modified fibroin comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39, SEQ ID NO: 40, SEQ ID NO: 41 or SEQ ID NO: 44 is included.
本実施形態に係るタンパク質は、当該タンパク質をコードする核酸を使用して、常法により製造することができる。当該タンパク質をコードする核酸は、塩基配列情報に基づいて、化学合成してもよく、PCR法等を利用して合成してもよい。 A protein according to this embodiment can be produced by a conventional method using a nucleic acid encoding the protein. A nucleic acid encoding the protein may be chemically synthesized based on base sequence information, or may be synthesized using a PCR method or the like.
タンパク質繊維は、例えば、タンパク質を溶解可能な溶媒で溶解させてドープ液とし、湿式紡糸、乾式紡糸、乾湿式紡糸又は溶融紡糸等の公知の紡糸方法により紡糸して得ることができる。タンパク質を溶解可能な溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、ギ酸、及びヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)等が挙げられる。当該溶媒には、溶解促進剤として無機塩を添加してもよい。 A protein fiber can be obtained by, for example, dissolving a protein in a solvent capable of dissolving the protein to form a dope solution, and spinning by a known spinning method such as wet spinning, dry spinning, dry-wet spinning, or melt spinning. Solvents capable of dissolving proteins include, for example, dimethylsulfoxide (DMSO), N,N-dimethylformamide (DMF), formic acid, hexafluoroisopropanol (HFIP), and the like. An inorganic salt may be added to the solvent as a dissolution accelerator.
図8は、タンパク質繊維を製造するための紡糸装置の一例を概略的に示す説明図である。図8に示す紡糸装置1000は、乾湿式紡糸用の紡糸装置の一例であり、押出し装置101と、未延伸糸製造装置102と、湿熱延伸装置103と、乾燥装置104とを有している。
FIG. 8 is an explanatory diagram schematically showing an example of a spinning apparatus for producing protein fibers. A
紡糸装置1000を使用した紡糸方法を説明する。まず、貯槽107に貯蔵されたドープ液106が、ギアポンプ108により口金109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106は、エアギャップ119を経て、凝固液槽120の凝固液111内に供給され、溶媒が除去されて、タンパク質が凝固し、繊維状凝固体が形成される。次いで、繊維状凝固体が、延伸浴槽121内の温水112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113と引き取りニップローラ114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104に供給され、糸道122内で乾燥されて、タンパク質繊維136が、巻糸体105として得られる。118a~118gは糸ガイドである。
A spinning method using the
(合成皮革の製造方法)
本実施形態に係る合成皮革の製造方法は、例えば、不織布に高分子物質を含む含浸液を含浸し、次いで高分子物質を凝固させて基材層を形成する工程(基材層形成工程)を備える。不織布、高分子物質及び基材層は、上述で説明したものと同様の態様を適用できる。
(Manufacturing method of synthetic leather)
The method for producing a synthetic leather according to the present embodiment includes, for example, a step of impregnating a nonwoven fabric with an impregnating liquid containing a polymeric substance, and then solidifying the polymeric substance to form a base layer (base layer forming step). Prepare. The nonwoven fabric, polymeric substance and base material layer can be applied in the same manner as described above.
本実施形態に係る製造方法において、不織布がタンパク質繊維を含み、かつ防縮されている。タンパク質繊維及び防縮方法は、上述で説明したものと同様の態様を適用できる。 In the manufacturing method according to this embodiment, the nonwoven fabric contains protein fibers and is shrink-proof. Protein fibers and shrink-proofing methods can be applied in the same manner as described above.
基材層形成工程は、例えば、不織布を含浸液に浸漬させたり、不織布に含浸液を噴霧したりして、不織布と含浸液とを接触させて、不織布に含浸液を含浸させた後、凝固用の液体に接触(例えば浸漬)させることで含浸液中の成分を凝固させて基材層を形成する方法(湿式法)等により実施することができる。また、溶媒の種類(例えば低沸点のもの等)によっては、上記のようにして含浸液を含浸させた不織布を、凝固液に接触させることなく、含浸液の溶媒を揮発させる等して脱溶媒を行うことで含浸液中の成分を凝固させて基材層を形成する方法等により、基材層形成工程を実施することもできる。 In the base material layer forming step, for example, the nonwoven fabric is immersed in the impregnating liquid or the nonwoven fabric is sprayed with the impregnating liquid to bring the nonwoven fabric and the impregnating liquid into contact with each other, impregnate the nonwoven fabric with the impregnating liquid, and then solidify. It can be carried out by a method (wet method) in which the components in the impregnating liquid are solidified by contacting (for example, immersing) the impregnating liquid to form the substrate layer. Depending on the type of solvent (for example, one with a low boiling point), the nonwoven fabric impregnated with the impregnating liquid as described above may be desolvated by volatilizing the solvent of the impregnating liquid without contacting the coagulating liquid. The base material layer forming step can also be carried out by a method of solidifying the components in the impregnating liquid to form the base material layer.
含浸液に用いられる溶媒は、高分子物質の種類によって適宜選択することができ、例えば、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、ギ酸、アルコール、若しくはヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)等の有機溶媒が挙げられる。 The solvent used for the impregnating liquid can be appropriately selected depending on the type of polymer substance, and examples thereof include dimethylsulfoxide (DMSO), N,N-dimethylformamide (DMF), formic acid, alcohol, or hexafluoroisopropanol (HFIP). organic solvents such as
図9は、湿式法で合成皮革を製造する際の製造装置の一例を示す模式図である。図9に示す製造装置800を使用した製造方法では、まず、不織布81を巻き取ったロールから不織布81を引き出し、含浸液を含む含浸槽82に不織布81を浸漬させる。次いで、凝固液を含む凝固槽83中で、不織布81に含浸された高分子物質を凝固させる。そして、洗浄液を含む湯洗槽84を通して洗浄した後、乾燥機85で乾燥させて、合成皮革86をロールに巻き取ることで、合成皮革を製造することができる。
FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of a manufacturing apparatus for manufacturing synthetic leather by a wet method. In the manufacturing method using the
凝固液の種類は、不織布及び高分子物質の種類、並びに含浸液の溶媒の種類に応じて、適宜選択することができる。例えば、高分子物質がポリウレタンを含む場合、例えば、含浸液の溶媒としてN,N-ジメチルホルムアミド、凝固液として水(湯)を採用することができる。また、例えば、高分子物質がタンパク質を含む場合、例えば、含浸液の溶媒としてジメチルスルホキシド(DMSO)、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、ギ酸、及びヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)並びにこれらに溶解促進剤としての無機塩を添加したもの、凝固液としてメタノール、エタノール及び2-プロパノール等の炭素数1~5の低級アルコール、アセトン、並びに水(湯)を採用することができる。凝固液には必要に応じて種々の添加剤が添加されていてもよい。 The type of coagulating liquid can be appropriately selected according to the types of the nonwoven fabric and polymer substance, and the type of solvent of the impregnating liquid. For example, when the polymeric substance contains polyurethane, for example, N,N-dimethylformamide can be used as the impregnating liquid solvent, and water (hot water) can be used as the coagulating liquid. Further, for example, when the macromolecular substance contains protein, for example, dimethylsulfoxide (DMSO), N,N-dimethylformamide (DMF), formic acid, and hexafluoroisopropanol (HFIP) as solvents for the impregnation solution, and dissolution promotion in these An inorganic salt added as the agent, lower alcohols having 1 to 5 carbon atoms such as methanol, ethanol and 2-propanol, acetone, and water (hot water) can be used as the coagulating liquid. Various additives may be added to the coagulation liquid as required.
本実施形態に係る製造方法は、基材層形成工程の後に、仕上工程(表面研削、コーティング、染色等)等を更に備えていてもよい。例えば、仕上工程として、離型紙上に表皮層樹脂を塗布する工程と、表皮層樹脂の離型紙とは反対側の面に接着剤樹脂を塗布する工程と、接着剤樹脂の表皮層樹脂とは反対側の面に基材層を重ね、熱圧着する工程と、を備える方法により、合成皮革を製造することができる。このような製造方法により製造された合成皮革は、図2に示す合成皮革であってよい。図10は、図2に示す合成皮革を製造する際の製造装置の一例を示す模式図である。図10に示す製造装置900を使用した製造方法では、まず、離型紙を巻き取ったロールから離型紙91を引き出し、離型紙91上に表皮層樹脂(高分子)92を塗布し、乾燥機93で乾燥させる。次いで、表皮層樹脂(高分子)92の表面(離型紙91と接している面とは反対側の面)に接着剤層樹脂94を塗布し、乾燥機93で乾燥させる。そして、基材層96を巻き取ったロールから基材層96を引き出し、接着剤層樹脂94の表面(表皮層樹脂(高分子)92と接している面とは反対側の面)に重ね、熱プレスロール95により熱圧着して接合させ、基材層96と、接着剤層樹脂94と、表皮層樹脂(高分子)92と、離型紙91とがこの順に積層した合成皮革97をロールに巻き取ることで、合成皮革を製造することができる。
The manufacturing method according to the present embodiment may further include a finishing step (surface grinding, coating, dyeing, etc.) after the substrate layer forming step. For example, as a finishing process, a step of applying a skin layer resin on a release paper, a step of applying an adhesive resin to the surface of the skin layer resin opposite to the release paper, and a step of applying an adhesive resin to the surface of the skin layer resin A synthetic leather can be produced by a method comprising a step of superimposing a base material layer on the opposite side and thermocompression bonding. The synthetic leather manufactured by such a manufacturing method may be the synthetic leather shown in FIG. FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of a manufacturing apparatus for manufacturing the synthetic leather shown in FIG. In the manufacturing method using the
接着剤層樹脂94としては、特に制限はなく、従来の合成皮革に使用されている接着剤を使用することができる。接着剤としては、例えば、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリウレタン、アクリル、EVA(エチレン酢酸ビニル共重合体)等の合成樹脂を挙げることができる。表皮層樹脂(高分子)92としては、例えば、上述した高分子物質(基材層に含まれる高分子物質)を挙げることができる。
The
接着剤層樹脂94により形成される接着剤層の厚みは、特に制限はないが、例えば、1~50μmであってよく、1~40μmであってよく、5~30μmであってよく、5~20μmであってよい。
The thickness of the adhesive layer formed by the
なお、図8や図9に示される製造装置等を用いることなく、又はそれらとは別の装置を用いて、本実施形態に係る合成皮革を非連続的に製造することもできる。例えば、巻き取られていない所定大きさの不織布の全体を、独立した構造の含浸槽内の含浸液に浸漬させた後、不織布に含浸された高分子物質を、凝固液を用いて、又は用いることなく、凝固させる。その後、必要に応じて、洗浄及び乾燥を行うことで目的とする合成皮革を得ることができる。 The synthetic leather according to the present embodiment can also be manufactured discontinuously without using the manufacturing apparatus or the like shown in FIGS. 8 and 9, or using a different apparatus. For example, after immersing the entire unwound non-woven fabric of a predetermined size in an impregnating liquid in an impregnating tank having an independent structure, the polymer material impregnated in the non-woven fabric is coagulated using or using a coagulating liquid. solidify without After that, the target synthetic leather can be obtained by washing and drying as necessary.
タンパク質繊維を含む不織布は、例えばエレクトロスピニング法で形成することができる。エレクトロスピニング法(静電紡糸法)は、供給側電極(紡糸口金と兼用できる)と捕集側電極(例えば、金属ロール又は金属ネット等)間に電圧を印加し、紡糸口金から押し出したドープ液に電荷を与えて捕集側電極に吹き飛ばす。この際にドープ液は伸張されて繊維形成される。印加電圧は、通常5~100kVであり、好ましくは10~50kVである。電極間距離は、通常1~25cmであり、好ましくは2~20cmである。 A nonwoven fabric containing protein fibers can be formed, for example, by an electrospinning method. In the electrospinning method (electrostatic spinning method), a voltage is applied between a supply side electrode (which can also be used as a spinneret) and a collection side electrode (for example, a metal roll or a metal net), and the dope liquid is extruded from the spinneret. is given an electric charge and blown away to the collection side electrode. At this time, the dope is stretched to form fibers. The applied voltage is usually 5-100 kV, preferably 10-50 kV. The distance between the electrodes is usually 1-25 cm, preferably 2-20 cm.
図11は、一実施形態に係るエレクトロスピニング装置100の説明図である。金属製口金ノズル33(供給側電極)と金属製ネット38(捕集側電極)との間に電源35により電圧をかける。マイクロシリンジ31内のドープ液32をシリンジポンプを用いて矢印P方向に移動させ、金属製口金ノズル33からドープ液32を押し出し、電荷によってドープ液を伸張し繊維状物36にして金属製ネット38の表面に集積させることで、タンパク質繊維を含む不織布39を得ることができる。得られた不織布は、次いで溶媒を離脱してもよい。溶媒を脱離する方法としては、例えば、減圧乾燥又は脱溶媒槽への浸漬が挙げられる。
FIG. 11 is an illustration of an
本実施形態に係る合成皮革は、下記式Aに従って求められる最高吸湿発熱度が0.025℃/g超であってよい。
式A:最高吸湿発熱度={(試料を、試料温度が平衡に達するまで低湿度環境下に置いた後、高湿度環境下に移したときの試料温度の最高値)-(試料を、試料温度が平衡に達するまで低湿度環境下に置いた後、高湿度環境下に移すときの試料温度)}(℃)/試料重量(g)
なお、式A中、低湿度環境は、温度20℃及び相対湿度40%の環境を意味し、高湿度環境は、温度20℃及び相対湿度90%の環境を意味する。
The synthetic leather according to the present embodiment may have a maximum hygroscopic heat value of more than 0.025° C./g, which is obtained according to the following formula A.
Formula A: Maximum heat of moisture absorption = {(maximum sample temperature when the sample is placed in a low-humidity environment until the sample temperature reaches equilibrium and then transferred to a high-humidity environment) - (the sample is After placing in a low humidity environment until the temperature reaches equilibrium, the sample temperature when transferred to a high humidity environment)} (° C.) / sample weight (g)
In formula A, the low-humidity environment means an environment with a temperature of 20°C and a relative humidity of 40%, and the high-humidity environment means an environment with a temperature of 20°C and a relative humidity of 90%.
本実施形態に係る合成皮革は、最高吸湿発熱度が0.026℃/g以上であってもよく、0.027℃/g以上であってもよく、0.028℃/g以上であってもよく、0.029℃/g以上であってもよく、0.030℃/g以上であってもよく、0.035℃/g以上であってもよく、0.040℃/g以上であってもよい。最高吸湿発熱度の上限に特に制限はないが、通常、0.060℃/g以下である。 The synthetic leather according to the present embodiment may have a maximum hygroscopic heat generation of 0.026° C./g or more, may be 0.027° C./g or more, or may be 0.028° C./g or more. may be 0.029° C./g or more, 0.030° C./g or more, 0.035° C./g or more, or 0.040° C./g or more There may be. Although there is no particular upper limit to the maximum heat value of moisture absorption, it is usually 0.060° C./g or less.
本実施形態に係る合成皮革は、限界酸素指数(LOI)値が、18以上であってよく、20以上であってもよく、22以上であってもよく、24以上であってもよく、26以上であってもよく、28以上であってもよく、29以上であってもよく、30以上であってもよく、31以上であってもよく、32以上であってもよく、33以上又は33超であってもよい。 The synthetic leather according to the present embodiment has a limiting oxygen index (LOI) value of 18 or more, 20 or more, 22 or more, 24 or more, 26 or more, may be 28 or more, may be 29 or more, may be 30 or more, may be 31 or more, may be 32 or more, may be 33 or more, or It may be greater than 33.
本実施形態に係る合成皮革は、下記式Bに従って求められる保温性指数が0.18超であってよい。
式B:保温性指数=保温率(%)/試料の目付け(g/m2)
ここで、本明細書において、保温率は、サーモラボII型試験機(30cm/秒の有風下)を用いたドライコンタクト法で測定した保温率を意味し、後述する実施例に記載の方法により測定される値である。
The synthetic leather according to the present embodiment may have a heat retention index greater than 0.18, which is calculated according to the following formula B.
Formula B: heat retention index = heat retention rate (%) / basis weight of sample (g/m 2 )
Here, in the present specification, the heat retention rate means the heat retention rate measured by the dry contact method using a thermolab type II tester (under wind of 30 cm/sec), and is measured by the method described in the examples described later. is the value to be
本実施形態に係る合成皮革の保温性指数は、0.20以上であってよく、0.22以上であってよく、0.24以上であってよく、0.26以上であってよく、0.28以上であってよく、0.30以上であってよく、0.32以上であってよい。保温性指数の上限に特に制限はないが、例えば、0.60以下、又は0.40以下であってよい。 The heat retention index of the synthetic leather according to the present embodiment may be 0.20 or more, 0.22 or more, 0.24 or more, 0.26 or more, and 0 0.28 or greater, 0.30 or greater, or 0.32 or greater. The upper limit of the heat retention index is not particularly limited, but may be, for example, 0.60 or less, or 0.40 or less.
(合成皮革の用途)
本実施形態に係る合成皮革は、従来の合成皮革(例えば、合成樹脂で構成される合成皮革)と同じ用途に使用することができる。本実施形態に係る合成皮革は、例えば、衣料品、靴及び鞄等の装飾品、各種のカバー及び家具類等、並びに自動車内装材等の用途に使用することができる。
(Uses of synthetic leather)
The synthetic leather according to the present embodiment can be used for the same applications as conventional synthetic leather (for example, synthetic leather made of synthetic resin). The synthetic leather according to the present embodiment can be used for applications such as clothing, accessories such as shoes and bags, various covers and furniture, and automotive interior materials.
以下、試験例等に基づいて本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の試験例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on test examples and the like. However, the present invention is not limited to the following test examples.
〔試験例1:改変フィブロインの製造〕
配列番号18で示されるアミノ酸配列を有する改変クモ糸フィブロイン(PRT399)、配列番号12で示されるアミノ酸配列を有する改変クモ糸フィブロイン(PRT380)、配列番号13で示されるアミノ酸配列を有する改変クモ糸フィブロイン(PRT410)、配列番号37で示されるアミノ酸配列を有する改変フィブロイン(PRT918)、配列番号40で示されるアミノ酸配列を有する改変フィブロイン(PRT966)、及び配列番号15で示されるアミノ酸配列を有する改変フィブロイン(PRT799)を設計した。設計した改変フィブロインをコードする核酸を合成した。当該核酸には、5’末端にNdeIサイト、終止コドン下流にEcoRIサイトを付加した。この核酸をクローニングベクター(pUC118)にクローニングした。その後、同核酸をNdeI及びEcoRIで制限酵素処理して切り出した後、タンパク質発現ベクターpET-22b(+)に組換えて発現ベクターを得た。
[Test Example 1: Production of modified fibroin]
Modified spider silk fibroin (PRT399) having the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 18, modified spider silk fibroin (PRT380) having the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 12, modified spider silk fibroin having the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 13 (PRT410), modified fibroin having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 37 (PRT918), modified fibroin having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 40 (PRT966), and modified fibroin having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 15 ( PRT799) was designed. A nucleic acid encoding the designed modified fibroin was synthesized. An NdeI site was added to the 5' end of the nucleic acid, and an EcoRI site was added downstream of the stop codon. This nucleic acid was cloned into a cloning vector (pUC118). Thereafter, the same nucleic acid was digested with restriction enzymes NdeI and EcoRI, excised, and then recombined with the protein expression vector pET-22b(+) to obtain an expression vector.
得られた発現ベクターで、大腸菌BLR(DE3)を形質転換した。当該形質転換大腸菌を、アンピシリンを含む2mLのLB培地で15時間培養した。当該培養液を、アンピシリンを含む100mLのシード培養用培地(表4)にOD600が0.005となるように添加した。培養液温度を30℃に保ち、OD600が5になるまでフラスコ培養を行い(約15時間)、シード培養液を得た。 E. coli BLR (DE3) was transformed with the resulting expression vector. The transformed E. coli was cultured in 2 mL of LB medium containing ampicillin for 15 hours. The culture solution was added to 100 mL of seed culture medium (Table 4) containing ampicillin to an OD 600 of 0.005. The temperature of the culture solution was kept at 30° C., and flask culture was performed until OD 600 reached 5 (about 15 hours) to obtain a seed culture solution.
当該シード培養液を500mLの生産培地(表5)を添加したジャーファーメンターにOD600が0.05となるように添加した。培養液温度を37℃に保ち、pH6.9で一定に制御して培養した。また培養液中の溶存酸素濃度を、溶存酸素飽和濃度の20%に維持するようにした。 The seed culture was added to a jar fermenter containing 500 mL of production medium (Table 5) to an OD 600 of 0.05. The temperature of the culture solution was kept at 37° C. and the pH was constantly controlled to 6.9 for culturing. Also, the dissolved oxygen concentration in the culture solution was maintained at 20% of the dissolved oxygen saturation concentration.
生産培地中のグルコースが完全に消費された直後に、フィード液(グルコース455g/1L、Yeast Extract 120g/1L)を1mL/分の速度で添加した。培養液温度を37℃に保ち、pH6.9で一定に制御して培養した。また培養液中の溶存酸素濃度を、溶存酸素飽和濃度の20%に維持するようにし、20時間培養を行った。その後、1Mのイソプロピル-β-チオガラクトピラノシド(IPTG)を培養液に対して終濃度1mMになるよう添加し、改変フィブロインを発現誘導させた。IPTG添加後20時間経過した時点で、培養液を遠心分離し、菌体を回収した。IPTG添加前とIPTG添加後の培養液から調製した菌体を用いてSDS-PAGEを行い、IPTG添加に依存した目的とする改変フィブロインサイズのバンドの出現により、目的とする改変フィブロインの発現を確認した。 Immediately after the glucose in the production medium was completely consumed, the feed solution (glucose 455 g/1 L, Yeast Extract 120 g/1 L) was added at a rate of 1 mL/min. The temperature of the culture solution was kept at 37° C. and the pH was constantly controlled to 6.9 for culturing. Also, the dissolved oxygen concentration in the culture medium was maintained at 20% of the dissolved oxygen saturation concentration, and culture was carried out for 20 hours. After that, 1 M isopropyl-β-thiogalactopyranoside (IPTG) was added to the culture solution to a final concentration of 1 mM to induce expression of the modified fibroin. After 20 hours from the addition of IPTG, the culture solution was centrifuged to collect the cells. SDS-PAGE was performed using the cells prepared from the culture solution before and after the addition of IPTG, and the expression of the desired modified fibroin was confirmed by the appearance of the desired modified fibroin size band depending on the addition of IPTG. did.
IPTGを添加してから2時間後に回収した菌体を20mM Tris-HCl buffer(pH7.4)で洗浄した。洗浄後の菌体を約1mMのPMSFを含む20mM Tris-HCl緩衝液(pH7.4)に懸濁させ、高圧ホモジナイザー(GEA Niro Soavi社製)で細胞を破砕した。破砕した細胞を遠心分離し、沈殿物を得た。得られた沈殿物を、高純度になるまで20mM Tris-HCl緩衝液(pH7.4)で洗浄した。洗浄後の沈殿物を100mg/mLの濃度になるように8M グアニジン緩衝液(8M グアニジン塩酸塩、10mM リン酸二水素ナトリウム、20mM NaCl、1mM Tris-HCl、pH7.0)で懸濁し、60℃で30分間、スターラーで撹拌し、溶解させた。溶解後、透析チューブ(三光純薬株式会社製のセルロースチューブ36/32)を用いて水で透析を行った。透析後に得られた白色の凝集タンパク質を遠心分離により回収し、凍結乾燥機で水分を除き、凍結乾燥粉末を回収することにより、改変フィブロイン(PRT399、PRT380、PRT410、PRT918、PRT966及びPRT799)を得た。
Two hours after the addition of IPTG, the collected cells 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 disrupted 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 precipitate after washing was suspended in 8 M guanidine buffer (8 M 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 heated at 60°C. for 30 minutes with a stirrer to dissolve. After dissolution, dialysis was performed with water using a dialysis tube (
PRT918及びPRT966は、平均HIが0超である疎水性改変フィブロインである。PRT799は、平均HIが0以下である親水性改変フィブロインである。 PRT918 and PRT966 are hydrophobically modified fibroins with average HI greater than zero. PRT799 is a hydrophilic modified fibroin with an average HI of 0 or less.
〔試験例2:改変フィブロイン繊維の製造及び収縮性評価〕
4.0質量%になるようにLiClを溶解させたジメチルスルホキシド(DMSO)を溶媒として用意し、そこに改変フィブロイン(PRT399、PRT380、PRT410又はPRT799)の凍結乾燥粉末を、濃度18質量%又は24質量%となるよう添加し、シェーカーを使用して3時間溶解させた。その後、不溶物と泡を取り除き、改変フィブロイン溶液を得た。
[Test Example 2: Production of Modified Fibroin Fiber and Evaluation of Contractility]
Dimethyl sulfoxide (DMSO) in which LiCl was dissolved to a concentration of 4.0% by mass was prepared as a solvent, and lyophilized powder of modified fibroin (PRT399, PRT380, PRT410 or PRT799) was added thereto at a concentration of 18% by mass or 24% by mass. % by mass and dissolved for 3 hours using a shaker. After that, insoluble matter and bubbles were removed to obtain a modified fibroin solution.
得られた改変フィブロイン溶液をドープ液(紡糸原液)とし、図8に示す紡糸装置1000に準じた紡糸装置を用いた乾湿式紡糸によって、紡糸及び延伸された改変クモ糸フィブロイン繊維を製造した。用いた紡糸装置は、図8に示す紡糸装置1000において、未延伸糸製造装置102(第1浴)及び湿熱延伸装置103(第3浴)の間に、更に第2の未延伸糸製造装置(第2浴)を備えるものである。乾湿式紡糸の条件は以下のとおりである。
押出しノズル直径:0.2mm
凝固浴温度:2~15℃
総延伸倍率:1~4倍
乾燥温度:60℃
The obtained modified fibroin solution was used as a dope solution (spinning stock solution), and a modified spider fibroin fiber spun and drawn was produced by dry-wet spinning using a spinning apparatus according to the
Extrusion nozzle diameter: 0.2mm
Coagulation bath temperature: 2-15°C
Total draw ratio: 1 to 4 times Drying temperature: 60°C
(収縮率評価)
得られた改変フィブロイン繊維(製造例1~19)について、収縮率を評価した。すなわち、各改変フィブロイン繊維に対して、水に接触させて湿潤状態にし(接触ステップ)、その後乾燥させる(乾燥ステップ)収縮工程を実施し、湿潤状態にした改変フィブロイン繊維の収縮率、並びに湿潤状態にした後、乾燥させた改変フィブロイン繊維の収縮率を求めた。
(Shrinkage rate evaluation)
The resulting modified fibroin fibers (manufacturing examples 1 to 19) were evaluated for shrinkage. That is, each modified fibroin fiber is subjected to a shrinking process in which it is brought into contact with water (contact step) and then dried (drying step), and the shrinkage rate of the wet modified fibroin fiber and the wet state After that, the shrinkage of the dried modified fibroin fibers was determined.
<接触ステップ>
各改変フィブロイン繊維の巻回物から、それぞれ、長さ30cmの複数本の試験用の改変フィブロイン繊維を切り出した。それら複数本の改変フィブロイン繊維を束ねて、繊度150デニールの改変フィブロイン繊維束を得た。各改変フィブロイン繊維束に0.8gの鉛錘を取り付け、その状態で各改変フィブロイン繊維束を表6~9に示す温度の水に10分間浸漬した。その後、水中で各改変フィブロイン繊維束の長さを測定した。測定は、改変フィブロイン繊維束の縮れを無くすために、改変フィブロイン繊維束に0.8gの鉛錘を取り付けたまま実施した。次いで、湿潤状態にした改変フィブロイン繊維の収縮率(湿潤時収縮率)を、下記式Vに従って算出した。式V中、L0は水に浸漬する前の改変フィブロイン繊維束の長さ(30cm)を示し、Lwは水に浸漬して湿潤状態にした改変フィブロイン繊維束の長さを示す。
湿潤時収縮率(%)={1-(Lw/L0)}×100 …(式V)
<Contact step>
A plurality of test modified fibroin fibers each having a length of 30 cm were cut from each modified fibroin fiber roll. A plurality of modified fibroin fibers were bundled to obtain a modified fibroin fiber bundle having a fineness of 150 denier. A lead weight of 0.8 g was attached to each modified fibroin fiber bundle, and each modified fibroin fiber bundle was immersed in water at temperatures shown in Tables 6 to 9 for 10 minutes. The length of each modified fibroin fiber bundle was then measured in water. The measurement was performed with a 0.8 g lead weight attached to the modified fibroin fiber bundle in order to eliminate crimping of the modified fibroin fiber bundle. Next, the shrinkage rate of the modified fibroin fiber in wet state (wet shrinkage rate) was calculated according to the following formula V. In formula V, L0 indicates the length (30 cm) of the modified fibroin fiber bundle before immersion in water, and Lw indicates the length of the modified fibroin fiber bundle that has been immersed in water to make it wet.
Wet shrinkage rate (%) = {1-(Lw/L0)} x 100 (Formula V)
<乾燥ステップ>
接触ステップの後、改変フィブロイン繊維束を水中から取り出した。取り出した改変フィブロイン繊維束を、0.8gの鉛錘を取り付けたまま、室温で2時間おいて乾燥させた。乾燥後、各改変フィブロイン繊維束の長さを測定した。次いで、湿潤状態にした後、乾燥させた改変フィブロイン繊維の収縮率(乾燥時収縮率)を、下記式VIに従って算出した。式VI中、L0は水に浸漬する前の改変フィブロイン繊維束の長さ(30cm)を示し、Lwdは水に浸漬して湿潤状態にした後、乾燥させた改変フィブロイン繊維束の長さを示す。
乾燥時収縮率(%)={1-(Lwd/L0)}×100(%) …(式VI)
<Drying step>
After the contacting step, the modified fibroin fiber bundle was removed from the water. The removed modified fibroin fiber bundle was dried at room temperature for 2 hours with a 0.8 g lead weight attached. After drying, the length of each modified fibroin fiber bundle was measured. Next, the shrinkage rate (dry shrinkage rate) of the modified fibroin fiber that was dried after being moistened was calculated according to the following formula VI. In formula VI, L0 indicates the length (30 cm) of the modified fibroin fiber bundle before being immersed in water, and Lwd is the length of the modified fibroin fiber bundle after being immersed in water to make it wet and then dried. .
Dry shrinkage (%) = {1-(Lwd/L0)} x 100 (%) (formula VI)
結果を表6~9に示す。なお、表6~9中、「総延伸倍率」は、紡糸工程における総延伸倍率を示す。 The results are shown in Tables 6-9. In Tables 6 to 9, "total draw ratio" indicates the total draw ratio in the spinning process.
改変フィブロイン繊維は、湿潤時収縮率及び乾燥時収縮率共に高かった。一方、上述した収縮性評価(収縮工程)を経た改変フィブロイン繊維は、再度水と接触させたときの収縮率が充分に低減されていた。上述の収縮工程により、紡糸の際の延伸等による残留応力が緩和されたものと考えられる。 The modified fibroin fibers had high wet and dry shrinkage. On the other hand, the modified fibroin fibers that underwent the aforementioned shrinkability evaluation (shrinkage step) had a sufficiently reduced shrinkage rate when brought into contact with water again. It is believed that the shrinking process described above alleviates the residual stress caused by drawing during spinning.
〔試験例3:改変フィブロイン繊維を使用した成形体に対する防縮処理、及び評価〕
(1)成形体(不織布)の製造
4.0質量%になるようにLiClを溶解させたジメチルスルホキシド(DMSO)を溶媒として用意し、そこに改変フィブロイン(PRT799)の凍結乾燥粉末を、濃度24質量%となるよう添加し、シェーカーを使用して3時間溶解させた。その後、不溶物と泡を取り除き、改変フィブロイン溶液を得た。
[Test Example 3: Shrink-proofing and Evaluation of Molded Article Using Modified Fibroin Fiber]
(1) Production of Molded Body (Nonwoven Fabric) Dimethyl sulfoxide (DMSO) in which LiCl was dissolved to a concentration of 4.0% by mass was prepared as a solvent. % by mass and dissolved for 3 hours using a shaker. After that, insoluble matter and bubbles were removed to obtain a modified fibroin solution.
得られた改変フィブロイン溶液をドープ液(紡糸原液)とし、図8に示す紡糸装置1000に準じた紡糸装置を用いて乾湿式紡糸を行い、改変フィブロイン繊維(24本のマルチフィラメント)を得た。乾湿式紡糸の条件は以下のとおりである。
凝固液(メタノール)の温度:5~10℃
延伸倍率:5倍
乾燥温度:80℃
The obtained modified fibroin solution was used as a dope solution (spinning stock solution), and dry-wet spinning was performed using a spinning apparatus according to the
Temperature of coagulation liquid (methanol): 5-10°C
Stretch ratio: 5 times Drying temperature: 80°C
得られた改変フィブロイン繊維(24本のマルチフィラメント)を所定長さにカットして短繊維化した。その後、公知のカード機にてカーディングを行って、短繊維が交絡してなるウェブを複数枚得た。 The obtained modified fibroin fibers (24 multifilaments) were cut into a predetermined length to make short fibers. Thereafter, carding was performed using a known carding machine to obtain a plurality of webs in which short fibers were entangled.
次いで、得られたウェブ1枚を公知のニードルパンチ機でパンチして不織布1を得た。この不織布1の繊維密度(目付)は350g/m2であった。
Then, one sheet of the obtained web was punched with a known needle punch machine to obtain a
また、得られたウェブ3枚を0度、45度及び90度の角度に傾けた状態で積層して積層ウェブを得た後、この積層ウェブを公知のニードルパンチ機で2回パンチして不織布2を得た。不織布2の繊維密度(目付)は530g/m2であった。
In addition, after laminating three sheets of the obtained web while tilting at angles of 0, 45 and 90 degrees to obtain a laminated web, this laminated web is punched twice by a known needle punch machine to form a nonwoven fabric. got 2. The fiber density (basis weight) of the
(2)防縮処理及び評価
不織布1及び2から、縦35mm横15mmの寸法で試験片をそれぞれ切り出し、重量を測定した。試験片それぞれを40℃の水に10分間浸漬した後、室温で12時間乾燥して、繊維密度が互いに異なる2種類の高収縮不織布1及び2(防縮処理を施した不織布1及び2)を得た。
(2) Shrinkproof Treatment and Evaluation Test pieces each measuring 35 mm long and 15 mm wide were cut out from
得られた高収縮不織布1及び2の縦及び横の長さ、並びに重量を測定した。次いで、高収縮不織布1及び2の収縮率、繊維密度及び繊維密度増加率をそれぞれ算出した(n=3の平均値)。結果を表10に示した。なお、収縮率及び繊維密度増加率は、それぞれ下記式VII及び式Iに従って算出した。
収縮率={1-(高収縮不織布の縦(横)の長さ/原料不織布の縦(横)の長さ)}×100(%) …(式VII)
繊維密度増加率={(高密度不織布の繊維密度/原料不織布の繊維密度)-1}×100(%) …(式I)
The vertical and horizontal lengths and weights of the obtained high
Shrinkage ratio = {1-(longitudinal (horizontal) length of highly shrinkable nonwoven fabric/longitudinal (horizontal) length of raw material nonwoven fabric)} x 100 (%) (Formula VII)
Fiber density increase rate = {(fiber density of high-density nonwoven fabric / fiber density of raw nonwoven fabric) - 1} x 100 (%) (Formula I)
改変フィブロイン繊維を使用した成形体(不織布)に対して防縮処理(水収縮法)を行うことで、成形体(不織布)が高収縮し、繊維密度が増加した。なお、上述した防縮処理を経た成形体(不織布)は、再度水と接触させたときの収縮率が充分に低減されていた。上述の防縮処理により、紡糸の際の延伸等による残留応力が緩和されたものと考えられる。 By subjecting a molded article (nonwoven fabric) using modified fibroin fibers to a shrink-proof treatment (water shrinkage method), the molded article (nonwoven fabric) was highly shrunk and the fiber density was increased. It should be noted that the molded article (non-woven fabric) that has undergone the above-described shrink-proofing treatment had a sufficiently reduced shrinkage rate when brought into contact with water again. It is believed that the above-mentioned shrink-proofing treatment relieved the residual stress caused by drawing during spinning.
〔試験例4:改変フィブロイン編地の難燃性評価〕
4.0質量%になるようにLiClを溶解させたジメチルスルホキシド(DMSO)を溶媒として用意し、そこに改変フィブロイン(PRT799)の凍結乾燥粉末を、濃度24質量%となるよう添加し、シェーカーを使用して3時間溶解させた。その後、不溶物と泡を取り除き、改変フィブロイン溶液(紡糸原液)を得た。
[Test Example 4: Flame Retardancy Evaluation of Modified Fibroin Knitted Fabric]
Dimethyl sulfoxide (DMSO) in which LiCl was dissolved to a concentration of 4.0% by mass was prepared as a solvent, and freeze-dried powder of modified fibroin (PRT799) was added thereto to a concentration of 24% by mass. Used and dissolved for 3 hours. Thereafter, insoluble matter and foam were removed to obtain a modified fibroin solution (spinning dope).
調製した紡糸原液を90℃にて目開き5μmの金属フィルターで濾過し、次いで30mLのステンレスシリンジ内で静置し、脱泡させた後に、ニードル径0.2mmのソリッドノズルから100質量%メタノール凝固浴槽中へ吐出させた。吐出温度は90℃であった。凝固後、得られた原糸を巻き取り、自然乾燥させて改変フィブロイン繊維(原料繊維)を得た。 The prepared spinning dope was filtered at 90° C. through a metal filter with an opening of 5 μm, then allowed to stand still in a 30 mL stainless steel syringe to degas, and then 100% by mass of methanol solidified from a solid nozzle with a needle diameter of 0.2 mm. It was discharged into the bathtub. The discharge temperature was 90°C. After coagulation, the obtained raw yarn was wound up and air-dried to obtain a modified fibroin fiber (raw material fiber).
得られた原料繊維(撚り合せたフィラメント糸)を使用して、丸編機を使用した丸編みで編地を製造した。編地は、太さ180デニール、ゲージ数18とした。得られた編地から20g切り出して試験片とした。 Using the obtained raw material fibers (twisted filament yarns), a knitted fabric was produced by circular knitting using a circular knitting machine. The knitted fabric had a thickness of 180 denier and a gauge number of 18. A 20 g piece was cut out from the obtained knitted fabric to obtain a test piece.
燃焼性試験は、消防庁危険物規制課長 消防危50号平成7年5月31日の粉粒状又は融点の低い合成樹脂の試験方法に準拠した。試験は、温度22℃、相対湿度45%、気圧1021hPaの条件下で実施した。測定結果(酸素濃度(%)、燃焼率(%)、換算燃焼率(%))を表11に示す。
難燃性試験の結果、改変フィブロイン(PRT799)繊維で編んだ編地の限界酸素指数(LOI)値は27.2であった。一般にLOI値が26以上あれば難燃性があるとされる。改変フィブロインは、難燃性に優れていることが分かる。 As a result of the flame retardancy test, the limiting oxygen index (LOI) value of the knitted fabric made of the modified fibroin (PRT799) fiber was 27.2. In general, if the LOI value is 26 or more, it is considered to be flame retardant. It can be seen that the modified fibroin is excellent in flame retardancy.
〔試験例5:改変フィブロイン編地の吸湿発熱性評価〕
4.0質量%になるようにLiClを溶解させたジメチルスルホキシド(DMSO)を溶媒として用意し、そこに改変フィブロインの凍結乾燥粉末を、濃度24質量%となるよう添加し、シェーカーを使用して3時間溶解させた。その後、不溶物と泡を取り除き、改変フィブロイン溶液(紡糸原液)を得た。
[Test Example 5: Evaluation of moisture absorption heat generation of modified fibroin knitted fabric]
Dimethyl sulfoxide (DMSO) in which LiCl was dissolved to a concentration of 4.0% by mass was prepared as a solvent, and freeze-dried powder of modified fibroin was added thereto so as to have a concentration of 24% by mass, followed by shaking using a shaker. Allow to dissolve for 3 hours. Thereafter, insoluble matter and foam were removed to obtain a modified fibroin solution (spinning dope).
調製した紡糸原液を60℃にて目開き5μmの金属フィルターで濾過し、次いで30mLのステンレスシリンジ内で静置し、脱泡させた後に、ニードル径0.2mmのソリッドノズルから100質量%メタノール凝固浴槽中へ吐出させた。吐出温度は60℃であった。凝固後、得られた原糸を巻き取り、自然乾燥させて改変フィブロイン繊維(原料繊維)を得た。 The prepared spinning dope was filtered at 60° C. through a metal filter with an opening of 5 μm, then allowed to stand still in a 30 mL stainless steel syringe to degas, and then 100% by mass of methanol was coagulated from a solid nozzle with a needle diameter of 0.2 mm. It was discharged into the bathtub. The discharge temperature was 60°C. After coagulation, the obtained raw yarn was wound up and air-dried to obtain a modified fibroin fiber (raw material fiber).
比較のため、原料繊維として、市販されているウール繊維、コットン繊維、テンセル繊維、レーヨン繊維及びポリエステル繊維を用意した。 For comparison, commercially available wool fibers, cotton fibers, Tencel fibers, rayon fibers and polyester fibers were prepared as raw material fibers.
各原料繊維を使用して、横編機を使用した横編みで編地を製造した。原料繊維としてPRT918繊維を使用した編地は、太さ:1/30N(毛番手単糸)、ゲージ数:18とした。原料繊維としてPRT799繊維を使用した編地は、太さ:1/30N(毛番手単糸)、ゲージ数:16とした。その他の原料繊維を使用した編地は、PRT918繊維及びPRT799繊維を使用した編地とほぼ同一のカバーファクターとなるように太さ及びゲージ数を調整した。具体的には、以下のとおりである。
ウール 太さ:2/30N(双糸)、ゲージ数:14
コットン 太さ:2/34N(双糸)、ゲージ数:14
テンセル 太さ:2/30N(双糸)、ゲージ数:15
レーヨン 太さ:1/38N(単糸)、ゲージ数:14
ポリエステル 太さ:1/60N(単糸)、ゲージ数:14
Using each raw material fiber, a knitted fabric was produced by flat knitting using a flat knitting machine. The knitted fabric using PRT918 fiber as the raw material fiber had a thickness of 1/30 N (hair count single yarn) and a gauge number of 18. The knitted fabric using the PRT799 fiber as the raw material fiber had a thickness of 1/30 N (hair count single yarn) and a gauge number of 16. Knitted fabrics using other raw material fibers were adjusted in thickness and gauge number so as to have almost the same cover factor as knitted fabrics using PRT918 fibers and PRT799 fibers. Specifically, it is as follows.
Wool thickness: 2/30N (two-ply yarn), gauge: 14
Cotton thickness: 2/34N (two-ply yarn), gauge number: 14
Tencel thickness: 2/30N (two-ply yarn), gauge number: 15
Rayon thickness: 1/38N (single yarn), gauge number: 14
Polyester thickness: 1/60N (single yarn), gauge number: 14
10cm×10cmに裁断した編地を2枚合わせにし、四辺を縫い合わせて試験片(試料)とした。試験片を低湿度環境(温度20±2℃、相対湿度40±5%)で4時間以上放置した後、高湿度環境(温度20±2℃、相対湿度90±5%)に移し、試験片内部中央に取り付けた温度センサーにより30分間、1分間隔で温度の測定を行った。
Two knitted fabrics cut to 10 cm×10 cm were put together, and the four sides were sewn together to obtain a test piece (sample). After leaving the test piece in a low humidity environment (
測定結果から、下記式Aに従って、最高吸湿発熱度を求めた。
式A:最高吸湿発熱度={(試料を、試料温度が平衡に達するまで低湿度環境下に置いた後、高湿度環境下に移したときの試料温度の最高値)-(試料を、試料温度が平衡に達するまで低湿度環境下に置いた後、高湿度環境下に移すときの試料温度)}(℃)/試料重量(g)
From the measurement results, the maximum hygroscopic heat generation was determined according to the following formula A.
Formula A: Maximum heat of moisture absorption = {(maximum sample temperature when the sample is placed in a low-humidity environment until the sample temperature reaches equilibrium and then transferred to a high-humidity environment) - (the sample is After placing in a low humidity environment until the temperature reaches equilibrium, the sample temperature when transferred to a high humidity environment)} (° C.) / sample weight (g)
図12は、吸湿発熱性試験の結果の一例を示すグラフである。グラフの横軸は、試料を低湿度環境から高湿度環境に移した時点を0とし、高湿度環境での放置時間(分)を示す。グラフの縦軸は、温度センサーで測定した温度(試料温度)を示す。図12に示したグラフ中、Mで示した点が、試料温度の最高値に対応している。 FIG. 12 is a graph showing an example of the results of the moisture absorption heat generation test. The horizontal axis of the graph indicates the time (minutes) left in the high-humidity environment, with 0 being the point at which the sample was transferred from the low-humidity environment to the high-humidity environment. The vertical axis of the graph indicates the temperature (sample temperature) measured by the temperature sensor. In the graph shown in FIG. 12, the point indicated by M corresponds to the maximum sample temperature.
最高吸湿発熱度の算出結果を表12に示す。
表12に示すとおり、改変フィブロイン(PRT918及びPRT799)は、既存の材料と比べて、最高吸湿発熱度が高く、吸湿発熱性に優れていることが分かる。 As shown in Table 12, the modified fibroins (PRT918 and PRT799) have a higher maximum moisture heat generation rate and are superior in moisture heat generation compared to existing materials.
〔試験例6:改変フィブロイン編地の保温性評価〕
4.0質量%になるようにLiClを溶解させたジメチルスルホキシド(DMSO)を溶媒として用意し、そこに改変フィブロインの凍結乾燥粉末を、濃度24質量%となるよう添加し、シェーカーを使用して3時間溶解させた。その後、不溶物と泡を取り除き、改変フィブロイン溶液(紡糸原液)を得た。
[Test Example 6: Evaluation of heat retention of modified fibroin fabric]
Dimethyl sulfoxide (DMSO) in which LiCl was dissolved to a concentration of 4.0% by mass was prepared as a solvent, and freeze-dried powder of modified fibroin was added thereto so as to have a concentration of 24% by mass, followed by shaking using a shaker. Allow to dissolve for 3 hours. Thereafter, insoluble matter and foam were removed to obtain a modified fibroin solution (spinning dope).
調製した紡糸原液を60℃にて目開き5μmの金属フィルターで濾過し、次いで30mLのステンレスシリンジ内で静置し、脱泡させた後に、ニードル径0.2mmのソリッドノズルから100質量%メタノール凝固浴槽中へ吐出させた。吐出温度は60℃であった。凝固後、得られた原糸を巻き取り、自然乾燥させて改変フィブロイン繊維(原料繊維)を得た。 The prepared spinning dope was filtered at 60° C. through a metal filter with an opening of 5 μm, then allowed to stand still in a 30 mL stainless steel syringe to degas, and then 100% by mass of methanol was coagulated from a solid nozzle with a needle diameter of 0.2 mm. It was discharged into the bathtub. The discharge temperature was 60°C. After coagulation, the obtained raw yarn was wound up and air-dried to obtain a modified fibroin fiber (raw material fiber).
比較のため、原料繊維として、市販されているウール繊維、シルク繊維、綿繊維、レーヨン繊維及びポリエステル繊維を用意した。 For comparison, commercially available wool fibers, silk fibers, cotton fibers, rayon fibers and polyester fibers were prepared as raw material fibers.
各原料繊維を使用して、横編機を使用した横編みで編地を製造した。原料繊維としてPRT966繊維を使用した編地は、番手:30Nm、撚り本数:1、ゲージ数:18GG、目付け:90.1g/m2とした。原料繊維としてPRT799繊維を使用した編地は、番手:30Nm、撚り本数:1、ゲージ数GG:16、目付け:111.0g/m2とした。その他の原料繊維を使用した編地は、PRT966繊維及びPRT799繊維を使用した編地とほぼ同一のカバーファクターとなるように太さ及びゲージ数を調整した。具体的には、以下のとおりである。
ウール 番手:30Nm、撚り本数:2、ゲージ数:14GG、目付け:242.6g/m2
シルク 番手:60Nm、撚り本数:2、ゲージ数:14GG、目付け:225.2g/m2
綿 番手:34Nm、撚り本数:2、ゲージ数:14GG、目付け:194.1g/m2
レーヨン 番手:38Nm、撚り本数:1、ゲージ数:14GG、目付け:181.8g/m2
ポリエステル 番手:60Nm、撚り本数:1、ゲージ数:14GG、目付け:184.7g/m2
Using each raw material fiber, a knitted fabric was produced by flat knitting using a flat knitting machine. The knitted fabric using PRT966 fibers as raw fibers had a yarn count of 30 Nm, a number of twists of 1, a gauge number of 18 GG, and a basis weight of 90.1 g/m 2 . The knitted fabric using PRT799 fibers as raw fibers had a yarn count of 30 Nm, a number of twists of 1, a gauge number of GG of 16, and a basis weight of 111.0 g/m 2 . Knitted fabrics using other raw fibers were adjusted in thickness and gauge number so as to have almost the same cover factor as knitted fabrics using PRT966 fibers and PRT799 fibers. Specifically, it is as follows.
Wool count: 30 Nm, number of twists: 2, gauge number: 14 GG, basis weight: 242.6 g/m 2
Silk count: 60 Nm, number of twists: 2, gauge number: 14 GG, basis weight: 225.2 g/m 2
Cotton count: 34 Nm, number of twists: 2, gauge number: 14 GG, basis weight: 194.1 g/m 2
Rayon count: 38 Nm, twist number: 1, gauge number: 14 GG, basis weight: 181.8 g/m 2
Polyester count: 60 Nm, number of twists: 1, number of gauges: 14 GG, basis weight: 184.7 g/m 2
保温性は、カトーテック株式会社製のKES-F7サーモラボII試験機を使用し、ドライコンタクト法(皮膚と衣服が乾燥状態で直接触れた時を想定した方法)を用いて評価した。20cm×20cmに裁断した編地1枚を試験片(試料)とした。試験片を、一定温度(30℃)に設定した熱板にセットし、風洞内風速30cm/秒の条件で、試験片を介して放散された熱量(a)を求めた。試験片をセットしない状態で、上記同様の条件で放散された熱量(b)を求め、下記の式に従い保温率(%)を算出した。
保温率(%)=(1-a/b)×100
Heat retention was evaluated using a KES-F7 Thermolab II tester manufactured by Kato Tech Co., Ltd. using a dry contact method (a method assuming direct contact between skin and clothes in a dry state). A piece of knitted fabric cut to 20 cm×20 cm was used as a test piece (sample). The test piece was set on a hot plate set at a constant temperature (30° C.), and the amount of heat (a) dissipated through the test piece was determined under the conditions of a wind speed of 30 cm/sec in the wind tunnel. The amount of heat (b) dissipated under the same conditions as above was determined without setting the test piece, and the heat retention rate (%) was calculated according to the following formula.
Heat retention rate (%) = (1-a/b) x 100
測定結果から、下記式Bに従って、保温性指数を求めた。
式B:保温性指数=保温率(%)/試料の目付け(g/m2)
From the measurement results, the heat retention index was obtained according to the following formula B.
Formula B: heat retention index = heat retention rate (%) / basis weight of sample (g/m 2 )
保温性指数の算出結果を表13に示す。保温性指数が高いほど、保温性に優れる材料と評価することができる。 Table 13 shows the calculation results of the heat retention index. The higher the heat retention index, the more excellent the heat retention of the material can be evaluated.
表13に示すとおり、改変フィブロイン(PRT966及びPRT799)は、既存の材料と比べて、保温性指数が高く、保温性に優れていることが分かる。 As shown in Table 13, the modified fibroins (PRT966 and PRT799) have a higher heat retention index and are superior in heat retention compared to existing materials.
〔試験例7:合成皮革の製造〕
表14及び15に示す不織布及び含浸液を用いて、不織布と高分子物質の基材層のみからなる合成皮革1-1~1-4と合成皮革2-1~2-4とを下記のようにして製造した。また、基材層の表面に表皮層を積層してなる合成皮革3を下記のようにして製造した。それらの製造方法の詳細を以下に示す。なお、表14中、不織布3(改変フィブロイン不織布)は、下記のようにしてPRT799を用いて紡糸して得た繊維から製造した不織布である。表15中、不織布4(改変フィブロイン不織布)は、下記のようにしてPRT966を用いて紡糸した、防縮加工が施されてなる繊維から製造した不織布である。また、含浸液1(改変フィブロイン含浸液)及び含浸液2(ポリウレタン(PU)含浸液)の組成は、以下のとおりである。
・含浸液1(改変フィブロイン含浸液):5質量%PRT799を含み、溶媒はエタノール/水(3/7(w/w))の混合溶媒。
・含浸液2(ポリウレタン(PU)含浸液):PU樹脂(終濃度:5質量%)を含み、溶媒はMP-865PS(DIC社製)/DMF(1/5(w/w)の混合溶媒。
Using the nonwoven fabrics and impregnating liquids shown in Tables 14 and 15, synthetic leathers 1-1 to 1-4 and synthetic leathers 2-1 to 2-4 consisting of only nonwoven fabrics and polymeric substrate layers were prepared as follows. Manufactured by Further, a
- Impregnation liquid 1 (modified fibroin impregnation liquid): containing 5% by mass of PRT799, the solvent being a mixed solvent of ethanol/water (3/7 (w/w)).
- Impregnation liquid 2 (polyurethane (PU) impregnation liquid): contains PU resin (final concentration: 5% by mass), solvent is a mixed solvent of MP-865PS (manufactured by DIC) / DMF (1/5 (w / w) .
<合成皮革1-1の製造>
(不織布3の製造)
改変フィブロイン(PRT799)の凍結乾燥粉末を、ギ酸に濃度28質量%となるよう添加し、シェーカーを使用して3時間溶解させた。その後、不溶物と泡を取り除き、改変フィブロイン溶液(紡糸原液)を得た。得られた改変クモ糸フィブロイン溶液をドープ液(紡糸原液)とし、公知の乾湿式紡糸装置を用いた乾湿式紡糸によって改変クモ糸フィブロイン繊維を製造した。次いで、得られた改変フィブロイン繊維を50mmの短繊維となるように切断した後、公知のカード処理によりシート(ウェブ)を得た。その後、得られたシートを公知のニードルパンチ機でパンチして、改変フィブロイン繊維からなる、不織布3を製造した。なお、不織布3の目付(繊維密度)は100~200g/m2であった。また、乾湿式紡糸の条件は以下のとおりである。
凝固浴温度:2~15℃
総延伸倍率:1~4倍
乾燥温度:100℃
<Production of synthetic leather 1-1>
(Manufacture of nonwoven fabric 3)
Lyophilized powder of modified fibroin (PRT799) was added to formic acid to a concentration of 28% by mass and dissolved using a shaker for 3 hours. Thereafter, insoluble matter and foam were removed to obtain a modified fibroin solution (spinning dope). The resulting modified spider fibroin solution was used as a dope solution (spinning stock solution), and modified spider fibroin fibers were produced by dry-wet spinning using a known dry-wet spinning apparatus. Next, the resulting modified fibroin fibers were cut into short fibers of 50 mm, and a sheet (web) was obtained by a known carding process. Thereafter, the obtained sheet was punched with a known needle punch machine to produce a
Coagulation bath temperature: 2-15°C
Total draw ratio: 1 to 4 times Drying temperature: 100°C
(合成皮革1-1の製造)
上記のようにして得た不織布3に前記した含浸液1をピックアップ率が400%になるように含浸させた。その後、含浸液1を含浸させた不織布3を水中に15分間浸漬し、含浸液1中から溶媒を離脱させて、含浸液1中の改変フィブロインを凝固させた。次いで、不織布3を水中から取り出した後、室温で乾燥させた。これにより、改変フィブロイン繊維不織布と、それに含浸して一体化した改変フィブロインからなる高分子物質とにて構成された(基材層のみからなる)合成皮革1-1を製造した。この合成皮革1-1は、不織布3、ひいては合成皮革全体に対して防縮処理が何ら施されていない(防縮されていない)ものである。
(Manufacture of synthetic leather 1-1)
The
<合成皮革1-2の製造>
上記のようにして得た合成皮革1-1を40℃の水に10分間浸漬させることで水収縮処理した後、室温で乾燥した。これにより、改変フィブロイン繊維不織布と改変フィブロインからなる高分子物質とにて構成された(基材層のみからなる)合成皮革1-2を製造した。この合成皮革1-2は、水収縮処理によって、不織布3、ひいては合成皮革全体に対して防縮処理が施された(防縮された)ものである。
<Production of synthetic leather 1-2>
The synthetic leather 1-1 obtained as described above was immersed in water at 40° C. for 10 minutes for water shrinkage treatment, and then dried at room temperature. As a result, a synthetic leather 1-2 (consisting only of a base material layer) composed of the modified fibroin fiber nonwoven fabric and the modified fibroin polymer was produced. In the synthetic leather 1-2, the
<合成皮革1-3の製造>
上記のようにして得た不織布3に前記した含浸液2をピックアップ率が400%になるように含浸させた。その後、含浸液2を含浸させた不織布3を15質量%のN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)水溶液中に5分間浸漬し、含浸液2中から溶媒を離脱させて、含浸液2中のポリウレタン樹脂を凝固(固化)させた。次いで、不織布3をDMF水溶液中から取り出した後、室温で乾燥させた。これにより、改変フィブロイン繊維不織布と、それに含浸して一体化したポリウレタン樹脂からなる高分子物質とにて構成された(基材層のみからなる)合成皮革1-3を製造した。この合成皮革1-3は、不織布3、ひいては合成皮革全体に対して防縮処理が何ら施されていない(防縮されていない)ものである。
<Production of synthetic leather 1-3>
The
<合成皮革1-4の製造>
上記のようにして得た合成皮革1-3を、40℃の水に10分間浸漬させることで水収縮処理した後、室温で乾燥した。これにより、改変フィブロイン繊維不織布とポリウレタン樹脂からなる高分子物質とにて構成された(基材層のみからなる)合成皮革1-4を製造した。この合成皮革1-4は、水収縮処理によって、不織布3、ひいては合成皮革全体に対して防縮処理が施された(防縮された)ものである。
<Production of synthetic leather 1-4>
The synthetic leather 1-3 obtained as described above was immersed in water at 40° C. for 10 minutes for water shrinkage treatment, and then dried at room temperature. As a result, a synthetic leather 1-4 (consisting only of the base material layer) composed of the modified fibroin fiber nonwoven fabric and the polymeric substance composed of the polyurethane resin was produced. In the synthetic leather 1-4, the
<合成皮革1-1の製造>
(不織布4の製造)
改変フィブロイン(PRT966)の凍結乾燥粉末を、ギ酸に濃度28質量%となるよう添加し、シェーカーを使用して3時間溶解させた。その後、不溶物と泡を取り除き、改変フィブロイン溶液(紡糸原液)を得た。得られた改変クモ糸フィブロイン溶液をドープ液(紡糸原液)とし、公知の乾湿式紡糸装置を用いた乾湿式紡糸によって改変クモ糸フィブロイン繊維を製造した。その後、得られた改変クモ糸フィブロイン繊維に対して、90℃の水に10分間浸漬させる水収縮処理を行った後、室温で乾燥した。次いで、得られた改変フィブロイン繊維を50mmの短繊維となるように切断した後、公知のカード処理によりシート(ウェブ)を得た。その後、得られたシートを公知のニードルパンチ機でパンチして、改変フィブロイン繊維からなる不織布4を製造した。この不織布4は、水収縮処理された改変フィブロイン繊維を用いて構成されていることにより、防縮されたものとなっている。なお、不織布4の目付(繊維密度)は100~200g/m2であった。また、乾湿式紡糸の条件は以下のとおりである。
凝固浴温度:2~15℃
総延伸倍率:1~4倍
乾燥温度:100℃
<Production of synthetic leather 1-1>
(Manufacture of nonwoven fabric 4)
Lyophilized powder of modified fibroin (PRT966) was added to formic acid to a concentration of 28% by mass and dissolved using a shaker for 3 hours. Thereafter, insoluble matter and foam were removed to obtain a modified fibroin solution (spinning dope). The resulting modified spider fibroin solution was used as a dope solution (spinning stock solution), and modified spider fibroin fibers were produced by dry-wet spinning using a known dry-wet spinning apparatus. Thereafter, the obtained modified spider fibroin fiber was subjected to water shrinkage treatment by immersing it in water at 90° C. for 10 minutes, and then dried at room temperature. Next, the resulting modified fibroin fibers were cut into short fibers of 50 mm, and a sheet (web) was obtained by a known carding process. After that, the obtained sheet was punched with a known needle punch machine to produce a
Coagulation bath temperature: 2-15°C
Total draw ratio: 1 to 4 times Drying temperature: 100°C
(合成皮革2-1の製造)
上記のようにして得た不織布4を用いる以外は、合成皮革1-1を製造する際と同様にして、合成皮革2-1を製造した。この合成皮革2-1は、防縮された改変フィブロイン繊維不織布と改変フィブロインからなる高分子物質とにて構成された(基材層のみからなる)ものである。
(Manufacture of synthetic leather 2-1)
A synthetic leather 2-1 was produced in the same manner as the synthetic leather 1-1 except that the
<合成皮革2-2の製造>
上記のようにして得た合成皮革2-1に対し、40℃の水で10分間浸漬させる水収縮処理を行った後、室温で乾燥した。これにより、防縮された改変フィブロイン繊維不織布と改変フィブロインからなる高分子物質とにて構成された(基材層のみからなる)合成皮革2-2を製造した。この合成皮革2-2は、水収縮処理によって、合成皮革全体に対して防縮処理が施された(防縮された)ものである。
<Manufacture of synthetic leather 2-2>
The synthetic leather 2-1 obtained as described above was subjected to water shrinkage treatment by immersing it in water at 40° C. for 10 minutes, and then dried at room temperature. As a result, a synthetic leather 2-2 (consisting only of a base material layer) composed of the shrink-proof modified fibroin fiber nonwoven fabric and the modified fibroin polymeric material was produced. This synthetic leather 2-2 is a synthetic leather that has undergone a shrink-proofing treatment (shrink-proofing) by a water-shrinking treatment.
<合成皮革2-3の製造>
上記のようにして得た不織布4を用いる以外は、合成皮革1-3を製造する際と同様にして、合成皮革2-3を製造した。この合成皮革2-3は、防縮された改変フィブロイン繊維不織布とポリウレタン樹脂からなる高分子物質とにて構成された(基材層のみからなる)ものである。
<Production of synthetic leather 2-3>
A synthetic leather 2-3 was produced in the same manner as the synthetic leather 1-3 except that the
<合成皮革2-4の製造>
上記のようにして得た合成皮革2-3に対し、40℃の水で10分間浸漬させる水収縮処理を行った後、室温で乾燥した。これにより、防縮された改変フィブロイン繊維不織布とポリウレタン樹脂からなる高分子物質とにて構成された(基材層のみからなる)合成皮革2-4を製造した。この合成皮革2-2は、水収縮処理によって、合成皮革全体に対して防縮処理が施された(防縮された)ものである。
<Production of synthetic leather 2-4>
The synthetic leather 2-3 obtained as described above was subjected to water shrinkage treatment by immersing it in water at 40° C. for 10 minutes, and then dried at room temperature. As a result, a synthetic leather 2-4 (consisting only of a base material layer) composed of the shrink-proof modified fibroin fiber non-woven fabric and the polymeric substance composed of polyurethane resin was produced. This synthetic leather 2-2 is a synthetic leather that has undergone a shrink-proofing treatment (shrink-proofing) by a water-shrinking treatment.
<合成皮革3の製造>
(基材層の製造)
先ず、上記と同様にして合成皮革2-1を製造し、これを基材層として用いた。
<Production of
(Production of base material layer)
First, synthetic leather 2-1 was produced in the same manner as described above, and this was used as the base material layer.
(表皮層用樹脂の調製)
改変フィブロイン(PRT799)の凍結乾燥粉末を、ギ酸に濃度20質量%となるよう添加し、シェーカーを使用して40℃で1時間以上溶解させて、改変フィブロイン溶液を得た。その後、改変フィブロイン溶液に顔料を5質量%となるように添加した後、不溶物と泡を取り除いた。これにより、顔料を含む改変フィブロイン溶液からなる表皮層用樹脂を調製した。
(Preparation of resin for skin layer)
A lyophilized powder of modified fibroin (PRT799) was added to formic acid to a concentration of 20% by mass and dissolved using a shaker at 40° C. for 1 hour or more to obtain a modified fibroin solution. After that, the pigment was added to the modified fibroin solution so as to be 5% by mass, and then insoluble matter and foam were removed. Thus, a skin layer resin was prepared from a modified fibroin solution containing a pigment.
(合成皮革3の製造)
上記のようにして得た表皮材層用樹脂を、鉄板上に貼り付けた離型紙の上に0.5mmの厚みとなるようにコーティングした後、90℃で10分間乾燥させて、表皮材層用樹脂を不完全に固化させた。その後、表皮層用樹脂を、鉄板に張り付けられた離型紙と共に、上記のようにして得た基材層に積層し、90℃で1分間加熱した。これにより、表皮層用樹脂を完全に固化させる一方、基材層に接着した。その後、鉄板と離型紙を表皮層用樹脂から剥がした。かくして、表皮層が、基材層の表面に接着されてなる、目的とする合成皮革3を製造した。その写真を図13に示した。なお、鉄板は、表皮層の表面平滑性を高めるために使用した。
(Manufacture of synthetic leather 3)
The resin for the skin material layer obtained as described above is coated on the release paper pasted on the iron plate so as to have a thickness of 0.5 mm, and then dried at 90 ° C. for 10 minutes to form the skin material layer. The resin was incompletely solidified. After that, the skin layer resin was laminated on the substrate layer obtained as described above together with the release paper attached to the iron plate, and heated at 90° C. for 1 minute. As a result, the skin layer resin was completely solidified and adhered to the substrate layer. After that, the iron plate and the release paper were peeled off from the skin layer resin. Thus, the intended
〔試験例8:合成皮革の水収縮試験〕
各合成皮革を40℃の水浴に10分間浸漬した。その後、合成皮革を水浴から取り出して、15分間室温で真空乾燥させた後、乾燥後の合成皮革の長さを測定した。合成皮革の水収縮率を以下の式に従って算出した。結果を表14及び15に示す。
水収縮率(%)={(浸漬前の長さ/浸漬・乾燥後の長さ)-1}×100
[Test Example 8: Water shrinkage test of synthetic leather]
Each synthetic leather was immersed in a 40° C. water bath for 10 minutes. After that, the synthetic leather was taken out from the water bath and vacuum-dried at room temperature for 15 minutes, and then the length of the dried synthetic leather was measured. The water shrinkage rate of synthetic leather was calculated according to the following formula. Results are shown in Tables 14 and 15.
Water shrinkage rate (%) = {(length before immersion / length after immersion and drying) - 1} x 100
1…不織布、2…高分子物質、3…基材層、4…接着剤層、5…表皮層、10,20…合成皮革、31…マイクロシリンジ、32,106…ドープ液、33…金属製口金ノズル、35…電源、36…繊維状物、38…金属製ネット、39…不織布、81…不織布、82…含浸槽、83…凝固槽、84…湯洗槽、85…乾燥機、86…合成皮革、91…離型紙、92…表皮層樹脂(高分子)、93…乾燥機、94…接着剤層樹脂、95…熱プレスロール、96…基材層、97…合成皮革、100…エレクトロスピニング装置、101…押出し装置、102…未延伸糸製造装置、103…湿熱延伸装置、104…乾燥装置、120…凝固液槽、121…延伸浴槽、136…改変フィブロイン繊維、800,900…合成皮革の製造装置、1000…紡糸装置。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記不織布がタンパク質繊維を含み、かつ防縮されている合成皮革。 comprising a substrate layer comprising a nonwoven fabric and a polymeric material;
Synthetic leather, wherein the non-woven fabric contains protein fibers and is shrink-proof.
繊維密度増加率={(防縮処理後の不織布の繊維密度/防縮処理前の不織布の繊維密度)-1}×100(%) …(式I) The synthetic leather according to claim 1, wherein the fiber density increase rate defined by the following formula I is 20% or more.
Fiber density increase rate = {(fiber density of non-woven fabric after shrink-proofing/fiber density of non-woven fabric before shrink-proofing) - 1} x 100 (%) (Formula I)
湿潤時収縮率={1-(水に接触させて湿潤状態にしたタンパク質繊維の長さ/紡糸後、水と接触する前のタンパク質繊維の長さ)}×100(%) …(式II) The synthetic leather according to claim 1 or 2, wherein the protein fiber has a wet shrinkage of 2% or more as defined by the following formula II.
Wet shrinkage = {1-(length of protein fiber brought into wet state by contact with water/length of protein fiber after spinning but before contact with water)} x 100 (%) (Formula II)
乾燥時収縮率={1-(乾燥状態にしたタンパク質繊維の長さ/紡糸後、水と接触する前のタンパク質繊維の長さ)}×100(%) …(式III) The synthetic leather according to any one of claims 1 to 3, wherein said protein fibers have a dry shrinkage of greater than 7% as defined by Formula III below.
Dry shrinkage = {1-(length of protein fiber in dry state/length of protein fiber after spinning before contact with water)} x 100 (%) (Formula III)
前記不織布がタンパク質繊維を含み、かつ防縮されている、合成皮革の製造方法。 A step of impregnating the nonwoven fabric with an impregnating liquid containing a polymeric substance and solidifying the polymeric substance to form a base layer;
A method for producing synthetic leather, wherein the nonwoven fabric comprises protein fibers and is shrink-proof.
The method for producing synthetic leather according to claim 8, wherein the nonwoven fabric is shrink-proofed by water shrinkage due to contact with water.
Priority Applications (2)
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