JP7281139B2 - Method for producing protein fiber - Google Patents

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Description

本発明は、タンパク質繊維の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing protein fibers.

従来から、人造繊維の製造方法として、ノズルから吐出させた紡糸原液を凝固浴液中で凝固させて繊維を形成する湿式紡糸法及び乾湿式紡糸法が知られている。湿式紡糸法及び乾湿式紡糸法は、タンパク質を主成分として含むタンパク質繊維を製造する際にも利用されている(例えば、特許文献1参照)。 BACKGROUND ART Conventionally, wet spinning and dry-wet spinning are known as methods for producing artificial fibers, in which a spinning dope discharged from a nozzle is coagulated in a coagulating bath to form fibers. The wet spinning method and dry-wet spinning method are also used when producing protein fibers containing protein as a main component (see, for example, Patent Document 1).

ところで、そのような湿式紡糸法、乾湿式紡糸法等によって人造繊維を得る際には、凝固浴液中で繊維が凝固する際に、繊維表面等にボイドが生ずることも知られている(例えば、特許文献2参照)。 By the way, it is also known that when artificial fibers are obtained by such wet spinning method, dry-wet spinning method, etc., voids are formed on the surface of the fiber when the fiber is coagulated in the coagulation bath (for example, , see Patent Document 2).

このため、例えば、アクリル繊維、アクリロニトリル繊維等の化学繊維を湿式紡糸法によって得る際には、繊維表面等のボイド発生を抑制するために、紡糸原液中の水分含量を減少させたり(例えば、特許文献3参照)、溶剤の水溶液からなる凝固浴液の溶剤濃度をコントロールしたり(例えば、特許文献4参照)する対策が講じられている。 For this reason, for example, when obtaining chemical fibers such as acrylic fibers and acrylonitrile fibers by wet spinning, in order to suppress the generation of voids on the fiber surface, etc., the water content in the spinning dope is reduced (for example, patent Reference 3), and measures have been taken to control the concentration of the solvent in the coagulation bath, which is an aqueous solution of the solvent (see, for example, Patent Reference 4).

特許第5540154号公報Japanese Patent No. 5540154 特開2016-44382号公報JP 2016-44382 A 特開2015-132040号公報JP 2015-132040 A 特開2015-101803号公報JP 2015-101803 A

しかしながら、湿式紡糸法、乾湿式紡糸法等により、タンパク質繊維を得る際には、タンパク質繊維のボイド発生を抑制するための対策が何等講じられていないのが現状である。 However, at present, when protein fibers are obtained by wet spinning, dry-wet spinning, or the like, no measures have been taken to suppress the generation of voids in protein fibers.

そこで、本発明は、ボイドの発生が充分に抑制されたタンパク質繊維の製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing protein fibers in which the generation of voids is sufficiently suppressed.

本発明者らは、上記課題を解決するため、タンパク質繊維でのボイドの発生原因を検討した。そして、ボイドの発生原因が、タンパク質を溶解溶媒に溶解させた紡糸原液を凝固浴液に導入する際に、紡糸原液から溶解溶媒が急激に離脱することにあると推定した。このような推定に基づいて、鋭意検討を重ねた結果、凝固浴液が溶解溶媒を含有することにより、凝固浴液中での紡糸原液の脱溶媒をゆっくりと時間を掛けて行うことが可能であることを見出し、係る知見に基づき本発明を完成するに至った。 In order to solve the above problems, the present inventors investigated the cause of void generation in protein fibers. Then, it was presumed that the cause of the generation of voids is that the dissolved solvent is rapidly separated from the spinning dope when the spinning dope in which the protein is dissolved in the dissolving solvent is introduced into the coagulation bath. As a result of intensive studies based on such presumptions, it was found that by containing a dissolving solvent in the coagulation bath, it was possible to slowly remove the solvent from the spinning dope in the coagulation bath over time. The present inventors have found that there is a certain thing, and have completed the present invention based on such findings.

すなわち、本発明は、タンパク質と、第1の溶解溶媒と、を含有する紡糸原液を、凝固浴液に導入して、タンパク質を凝固させる工程を含み、凝固浴液が、第2の溶解溶媒を含有する、タンパク質繊維の製造方法を提供する。 That is, the present invention includes a step of introducing a spinning stock solution containing a protein and a first dissolution solvent into a coagulation bath to coagulate the protein, and the coagulation bath contains the second dissolution solvent. Provided is a method for producing a protein fiber containing.

本発明の製造方法によれば、凝固浴液が、溶解溶媒(第2の溶解溶媒)を含有していることから、得られるタンパク質繊維のボイドの発生を充分に抑制することができる。 According to the production method of the present invention, since the coagulation bath contains the dissolving solvent (second dissolving solvent), it is possible to sufficiently suppress the generation of voids in the obtained protein fibers.

本発明の製造方法において、第1の溶解溶媒は、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド、ヘキサフルオロイソプロノール、ヘキサフルオロアセトン、ギ酸及びこれらに溶解促進剤を添加したもの、並びに水に溶解促進剤を添加したものからなる群より選択される少なくとも1種であってよく、第2の溶解溶媒は、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド、ヘキサフルオロイソプロノール、ヘキサフルオロアセトン、ギ酸及びこれらに溶解促進剤を添加したもの、並びに水に溶解促進剤を添加したものからなる群より選択される少なくとも1種であってよい。 In the production method of the present invention, the first dissolution solvent is dimethyl sulfoxide, N,N-dimethylformamide, hexafluoroisopropanol , hexafluoroacetone, formic acid, and these with a dissolution accelerator added, and dissolved in water It may be at least one selected from the group consisting of those with added accelerators, and the second dissolution solvent is dimethylsulfoxide, N,N- dimethylformamide , hexafluoroisopropanol, hexafluoroacetone, formic acid and At least one selected from the group consisting of these with a dissolution enhancer added and water with a dissolution enhancer added may be used.

凝固浴液における、第2の溶解溶媒の含有量は、凝固浴液全量に対して、10~60質量%であることが好ましい。この場合、本発明の効果がより一層顕著に奏されることとなる。 The content of the second dissolving solvent in the coagulation bath liquid is preferably 10 to 60% by mass with respect to the total amount of the coagulation bath liquid. In this case, the effect of the present invention will be exhibited more remarkably.

凝固浴液の温度は、40℃以下であってもよく、0℃以上であってもよい。 The temperature of the coagulation bath liquid may be 40° C. or lower, or 0° C. or higher.

タンパク質は、構造タンパク質であってもよい。構造タンパク質は、フィブロインであってもよい。フィブロインは、クモ糸フィブロインであってもよい。 A protein may be a structural protein. The structural protein may be fibroin. The fibroin may be spider silk fibroin.

凝固浴液は、メタノールと、第2の溶解溶媒と、を含有し、かつ第2の溶解溶媒が、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド及びこれらに溶解促進剤を添加したものからなる群より選択される少なくとも1種であってよい。 The coagulation bath liquid contains methanol and a second dissolution solvent, and the second dissolution solvent is selected from the group consisting of dimethyl sulfoxide, N,N-dimethylformamide, and these with a dissolution accelerator added. It may be at least one selected.

凝固浴液は、無機塩を含んでいてもよい。この場合、ボイドの発生が充分に抑制されたタンパク質繊維をより一層容易に製造することができる。 The coagulation bath liquid may contain an inorganic salt. In this case, it is possible to more easily produce protein fibers in which the generation of voids is sufficiently suppressed.

凝固浴液が無機塩を含む場合、凝固浴液中における無機塩の含有量は、凝固浴液の全量基準で0質量%を超え且つ30質量%以下であってもよい。 When the coagulation bath liquid contains an inorganic salt, the content of the inorganic salt in the coagulation bath liquid may be more than 0% by mass and 30% by mass or less based on the total amount of the coagulation bath liquid.

紡糸原液が無機塩を含み、凝固浴液中における無機塩の含有量が、紡糸原液中の無機塩の含有量よりも低くてもよい。この場合、より温和な条件下でタンパク質が凝固するようになり、それによって、タンパク質繊維のボイドの発生をより有利に抑制することが可能となる。 The spinning dope may contain an inorganic salt, and the inorganic salt content in the coagulation bath may be lower than the inorganic salt content in the spinning dope. In this case, the protein is coagulated under milder conditions, which makes it possible to more effectively suppress the generation of voids in protein fibers.

本発明によれば、ボイドの発生が充分に抑制されたタンパク質繊維の製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the protein fiber which the generation|occurrence|production of a void was fully suppressed can be provided.

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。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is explanatory drawing which shows roughly an example of the spinning apparatus for manufacturing a protein fiber. 製造例1-1~1-5におけるクモ糸フィブロイン繊維の光学顕微鏡写真を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing optical micrographs of spider silk fibroin fibers in Production Examples 1-1 to 1-5. 実施例における応力の評価の結果を示す箱ひげ図である。4 is a box plot showing the results of stress evaluation in Examples. FIG. 実施例における最大延伸倍率の評価の結果を示すグラフである。4 is a graph showing the evaluation results of the maximum draw ratio in Examples. 製造例2-1におけるクモ糸フィブロイン繊維の光学顕微鏡写真である。2 is an optical micrograph of spider silk fibroin fibers in Production Example 2-1. 製造例2-2におけるクモ糸フィブロイン繊維の光学顕微鏡写真である。2 is an optical microscope photograph of spider silk fibroin fibers in Production Example 2-2. 製造例2-3におけるクモ糸フィブロイン繊維の光学顕微鏡写真である。2 is an optical micrograph of spider silk fibroin fibers in Production Example 2-3. 製造例2-4におけるクモ糸フィブロイン繊維の光学顕微鏡写真である。2 is an optical micrograph of spider silk fibroin fibers in Production Example 2-4. 製造例2-5におけるクモ糸フィブロイン繊維の光学顕微鏡写真である。2 is an optical microscope photograph of spider silk fibroin fibers in Production Example 2-5. 製造例2-6におけるクモ糸フィブロイン繊維の光学顕微鏡写真である。2 is an optical microscope photograph of spider silk fibroin fibers in Production Example 2-6. 製造例2-7におけるクモ糸フィブロイン繊維の光学顕微鏡写真である。2 is an optical micrograph of spider silk fibroin fibers in Production Example 2-7. 製造例2-8におけるクモ糸フィブロイン繊維の光学顕微鏡写真である。2 is an optical micrograph of spider silk fibroin fibers in Production Example 2-8.

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

本実施形態に係るタンパク質繊維の製造方法は、タンパク質と第1の溶解溶媒(ドープ溶媒)とを含有する紡糸原液を、凝固浴液に導入して、タンパク質を凝固させる工程を含み、凝固浴液が、第2の溶解溶媒を含有する。凝固浴液が、溶解溶媒を含有していることにより、得られるタンパク質繊維におけるボイドの発生を充分に抑制することができる。 A method for producing a protein fiber according to the present embodiment includes a step of introducing a spinning stock solution containing a protein and a first dissolving solvent (dope solvent) into a coagulation bath liquid to coagulate the protein. contains the second dissolution solvent. By containing the dissolving solvent in the coagulation bath, the generation of voids in the obtained protein fibers can be sufficiently suppressed.

(タンパク質)
本実施形態の製造方法に従って製造されるタンパク質繊維は、タンパク質を主成分として含む。タンパク質は、特に限定されるものではなく、遺伝子組換え技術により微生物等で製造したものであってもよく、合成により製造されたものであってもよく、また天然由来のタンパク質を精製したものであってもよい。
(protein)
The protein fiber manufactured according to the manufacturing method of this embodiment contains protein as a main component. The protein is not particularly limited, and may be produced by microorganisms or the like by genetic recombination technology, may be produced synthetically, or may be a purified protein derived from nature. There may be.

上記タンパク質は、例えば、構造タンパク質、又は当該構造タンパク質に由来する人造構造タンパク質であってもよい。構造タンパク質とは、生体内で構造、形態等を形成又は保持するタンパク質を意味する。構造タンパク質としては、例えば、フィブロイン、ケラチン、コラーゲン、エラスチン、レシリン等を挙げることができる。構造タンパク質は、好ましくは、フィブロインである。 Said protein may be, for example, a structural protein or an artificial structural protein derived from said structural protein. A structural protein means a protein that forms or retains a structure, morphology, etc. in vivo. Examples of structural proteins include fibroin, keratin, collagen, elastin, resilin, and the like. The structural protein is preferably fibroin.

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

絹フィブロインとしては、セリシン除去絹フィブロイン、セリシン未除去絹フィブロイン、又はこれらの組み合わせであってもよい。セリシン除去絹フィブロインは、絹フィブロインを覆うセリシン、及びその他の脂肪分などを除去して精製したものである。このようにして精製した絹フィブロインは、好ましくは、凍結乾燥粉末として用いられる。セリシン未除去絹フィブロインは、セリシンなどが除去されていない未精製の絹フィブロインである。 The silk fibroin may be sericin-removed silk fibroin, sericin-unremoved silk fibroin, or a combination thereof. The sericin-removed silk fibroin is purified by removing sericin covering the silk fibroin and other fats. The silk fibroin thus purified is preferably used as a freeze-dried powder. Sericin-unremoved silk fibroin is unpurified silk fibroin from which sericin and the like have not been removed.

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

天然クモ糸タンパク質としては、例えば、大吐糸管しおり糸タンパク質、横糸タンパク質、及び小瓶状腺タンパク質が挙げられる。大吐糸管しおり糸は、結晶領域と非晶領域(無定形領域とも言う。)からなる繰り返し領域を持つため、高い応力と伸縮性を併せ持つ。クモ糸の横糸は、結晶領域を持たず、非晶領域からなる繰り返し領域を持つという特徴を有する。横糸は、大吐糸管しおり糸に比べると応力は劣るが、高い伸縮性を持つ。 Natural spider silk proteins include, for example, major duct dragline proteins, weft proteins, and pitular gland proteins. Since the large-discharging guideline yarn has repeated regions composed of crystalline regions and amorphous regions (also referred to as amorphous regions), it has both high stress and elasticity. Spider silk wefts are characterized by having repeating regions consisting of amorphous regions without crystalline regions. The weft thread has a lower stress than the large drawstring guideline thread, but has a high stretchability.

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

横糸タンパク質は、クモの鞭毛状腺(flagelliform gland)で産生される。横糸タンパク質としては、例えばアメリカジョロウグモ(Nephila clavipes)に由来する鞭毛状絹タンパク質(flagelliform silk protein)が挙げられる。 Weft proteins are produced in the flagelliform gland of spiders. Weft proteins include, for example, flagelliform silk proteins derived from Nephila clavipes.

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

フィブロイン様タンパク質である大吐糸管しおり糸由来のタンパク質及びカイコシルク由来のタンパク質としては、例えば、式1:[(A)モチーフ-REP]、又は式2:[(A)モチーフ-REP]-(A)モチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質が挙げられる。ここで、(A)モチーフは、アラニン残基を主とするアミノ酸配列を示し、アミノ酸残基数は2~27である。(A)モチーフのアミノ酸残基数は、2~20、4~27、4~20、8~20、10~20、4~16、8~16、又は10~16の整数であってよい。また、(A)モチーフ中の全アミノ酸残基数に対するアラニン残基数の割合は40%以上であればよく、60%以上、70%以上、80%以上、83%以上、85%以上、86%以上、90%以上、95%以上、又は100%(アラニン残基のみで構成されることを意味する。)であってもよい。ドメイン配列中に複数存在する(A)モチーフは、少なくとも7つがアラニン残基のみで構成されてもよい。REPは2~200アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示す。REPは、10~200アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列であってもよい。mは2~300の整数を示し、10~300の整数であってもよい。複数存在する(A)モチーフは、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。複数存在するREPは、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。大吐糸管しおり糸由来のタンパク質の具体例としては、配列番号1及び配列番号8で示されるアミノ酸配列を含むタンパク質を挙げることができる。As fibroin-like proteins, proteins derived from large discharge tube dragline thread and proteins derived from silkworm silk include, for example, formula 1: [(A) n motif-REP] m or formula 2: [(A) n motif- REP] m -(A) n motif includes proteins containing a domain sequence. 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. Specific examples of the protein derived from the dragline thread of the large spool tube include proteins containing the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 8.

横糸タンパク質に由来するタンパク質としては、例えば、式3:[REP2]で表されるドメイン配列を含むタンパク質(ここで、式3中、REP2はGly-Pro-Gly-Gly-Xから構成されるアミノ酸配列を示し、Xはアラニン(Ala)、セリン(Ser)、チロシン(Tyr)及びバリン(Val)からなる群から選ばれる一つのアミノ酸を示す。oは8~300の整数を示す。)を挙げることができる。具体的には配列番号2で示されるアミノ酸配列を含むタンパク質を挙げることができる。配列番号2で示されるアミノ酸配列は、NCBIデータベースから入手したアメリカジョロウグモの鞭毛状絹タンパク質の部分的な配列(NCBIアクセッション番号:AAF36090、GI:7106224)のリピート部分及びモチーフに該当するN末端から1220残基目から1659残基目までのアミノ酸配列(PR1配列と記す。)と、NCBIデータベースから入手したアメリカジョロウグモの鞭毛状絹タンパク質の部分配列(NCBIアクセッション番号:AAC38847、GI:2833649)のC末端から816残基目から907残基目までのC末端アミノ酸配列を結合し、結合した配列のN末端に配列番号7で示されるアミノ酸配列(タグ配列及びヒンジ配列)が付加されたものである。Examples of proteins derived from weft proteins include proteins containing a domain sequence represented by Formula 3: [REP2] o (where REP2 is composed of Gly-Pro-Gly-Gly-X in Formula 3). shows an amino acid sequence, X represents one amino acid selected from the group consisting of alanine (Ala), serine (Ser), tyrosine (Tyr) and valine (Val), o represents an integer of 8 to 300). can be mentioned. Specifically, a protein containing the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:2 can be mentioned. The amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 2 is obtained from the N terminal corresponding to the repeat part and the motif of the partial sequence of the flagellated silk protein of Nephila nephila (NCBI accession number: AAF36090, GI: 7106224) obtained from the NCBI database. The amino acid sequence from the 1220th residue to the 1659th residue (referred to as the PR1 sequence), and the partial sequence of the flagellated silk protein of Nephila japonicum obtained from the NCBI database (NCBI accession number: AAC38847, GI: 2833649). The C-terminal amino acid sequence from the 816th residue to the 907th residue from the C-terminus is bound, and the amino acid sequence (tag sequence and hinge sequence) shown in SEQ ID NO: 7 is added to the N-terminal of the bound sequence. be.

コラーゲン由来のタンパク質として、例えば、式4:[REP3]で表されるドメイン配列を含むタンパク質(ここで、式4中、pは5~300の整数を示す。REP3は、Gly-X-Yから構成されるアミノ酸配列を示し、X及びYはGly以外の任意のアミノ酸残基を示す。複数存在するREP3は、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。)を挙げることができる。具体的には、配列番号3で示されるアミノ酸配列を含むタンパク質を挙げることができる。配列番号3で示されるアミノ酸配列は、NCBIデータベースから入手したヒトのコラーゲンタイプ4の部分的な配列(NCBIのGenBankのアクセッション番号:CAA56335.1、GI:3702452)のリピート部分及びモチーフに該当する301残基目から540残基目までのアミノ酸配列のN末端に配列番号7で示されるアミノ酸配列(タグ配列及びヒンジ配列)が付加されたものである。As a collagen-derived protein, for example, a protein comprising a domain sequence represented by Formula 4: [REP3] p (here, in Formula 4, p represents an integer of 5 to 300. REP3 is Gly-XY X and Y represent any amino acid residue other than Gly.A plurality of REP3s may have the same amino acid sequence or different amino acid sequences.) . Specifically, a protein containing the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:3 can be mentioned. The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 corresponds to the repeat portion and motif of the partial sequence of human collagen type 4 obtained from the NCBI database (NCBI GenBank accession number: CAA56335.1, GI: 3702452). The amino acid sequence (tag sequence and hinge sequence) of SEQ ID NO: 7 was added to the N-terminus of the amino acid sequence from the 301st residue to the 540th residue.

レシリン由来のタンパク質として、例えば、式5:[REP4]で表されるドメイン配列を含むタンパク質(ここで、式5中、qは4~300の整数を示す。REP4はSer-J-J-Tyr-Gly-U-Proから構成されるアミノ酸配列を示す。Jは任意のアミノ酸残基を示し、特にAsp、Ser及びThrからなる群から選ばれるアミノ酸残基であることが好ましい。Uは任意のアミノ酸残基を示し、特にPro、Ala、Thr及びSerからなる群から選ばれるアミノ酸残基であることが好ましい。複数存在するREP4は、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。)を挙げることができる。具体的には、配列番号4で示されるアミノ酸配列を含むタンパク質を挙げることができる。配列番号4で示されるアミノ酸配列は、レシリン(NCBIのGenBankのアクセッション番号NP 611157、Gl:24654243)のアミノ酸配列において、87残基目のThrをSerに置換し、かつ95残基目のAsnをAspに置換した配列の19残基目から321残基目までのアミノ酸配列のN末端に配列番号7で示されるアミノ酸配列(タグ配列及びヒンジ配列)が付加されたものである。As a resilin-derived protein, for example, a protein comprising a domain sequence represented by Formula 5: [REP4] q (here, q is an integer of 4 to 300 in Formula 5. REP4 is Ser-JJ- An amino acid sequence composed of Tyr-Gly-U-Pro, J represents an arbitrary amino acid residue, preferably an amino acid residue selected from the group consisting of Asp, Ser and Thr, U is an arbitrary is preferably an amino acid residue selected from the group consisting of Pro, Ala, Thr, and Ser.A plurality of REP4s may have the same amino acid sequence or different amino acid sequences. ) can be mentioned. Specifically, a protein containing the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 can be mentioned. The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 is obtained by replacing Thr at the 87th residue with Ser and replacing Asn at the 95th residue in the amino acid sequence of resilin (NCBI GenBank accession number NP 611157, Gl: 24654243). The amino acid sequence (tag sequence and hinge sequence) shown in SEQ ID NO: 7 is added to the N-terminus of the amino acid sequence from the 19th residue to the 321st residue of the sequence obtained by substituting Asp for Asp.

エラスチン由来のタンパク質として、例えば、NCBIのGenBankのアクセッション番号AAC98395(ヒト)、I47076(ヒツジ)、NP786966(ウシ)等のアミノ酸配列を有するタンパク質を挙げることができる。具体的には、配列番号5で示されるアミノ酸配列を含むタンパク質を挙げることができる。配列番号5で示されるアミノ酸配列は、NCBIのGenBankのアクセッション番号AAC98395のアミノ酸配列の121残基目から390残基目までのアミノ酸配列のN末端に配列番号7で示されるアミノ酸配列(タグ配列及びヒンジ配列)が付加されたものである。 Examples of elastin-derived proteins include proteins having amino acid sequences of NCBI GenBank accession numbers AAC98395 (human), I47076 (sheep), NP786966 (bovine), and the like. Specifically, a protein containing the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:5 can be mentioned. The amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 5 is the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 7 (tag sequence and hinge sequence) are added.

ケラチン由来のタンパク質として、例えば、カプラ・ヒルクス(Capra hircus)のタイプIケラチン等を挙げることができる。具体的には、配列番号6で示されるアミノ酸配列(NCBIのGenBankのアクセッション番号ACY30466のアミノ酸配列)を含むタンパク質を挙げることができる。 Examples of keratin-derived proteins include type I keratin of Capra hircus. Specifically, a protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6 (amino acid sequence of accession number ACY30466 in GenBank of NCBI) can be mentioned.

上述した構造タンパク質及び当該構造タンパク質に由来するタンパク質は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 The above structural proteins and proteins derived from the structural proteins may be used singly or in combination of two or more.

タンパク質繊維に主成分として含まれるタンパク質は、例えば、当該タンパク質をコードする核酸配列と、当該核酸配列に作動可能に連結された1又は複数の調節配列とを有する発現ベクターで形質転換された宿主により、当該核酸を発現させることにより生産することができる。 A protein that is included as a major component in a protein fiber can be produced, for example, by a host transformed with an expression vector having a nucleic acid sequence encoding the protein and one or more regulatory sequences operably linked to the nucleic acid sequence. , can be produced by expressing the nucleic acid.

タンパク質繊維に主成分として含まれるタンパク質をコードする核酸の製造方法は、特に制限されない。例えば、天然の構造タンパク質をコードする遺伝子を利用して、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)などで増幅しクローニングする方法、又は、化学的に合成する方法によって、当該核酸を製造することができる。核酸の化学的な合成方法も特に制限されず、例えば、NCBIのウェブデータベースなどより入手した構造タンパク質のアミノ酸配列情報をもとに、AKTA oligopilot plus 10/100(GEヘルスケア・ジャパン株式会社)などで自動合成したオリゴヌクレオチドをPCRなどで連結する方法によって遺伝子を化学的に合成することができる。この際に、タンパク質の精製及び/又は確認を容易にするため、上記のアミノ酸配列のN末端に開始コドン及びHis10タグからなるアミノ酸配列を付加したアミノ酸配列からなるタンパク質をコードする核酸を合成してもよい。 A method for producing a nucleic acid encoding a protein contained as a main component in the protein fiber is not particularly limited. For example, the nucleic acid can be produced by using a gene encoding a naturally occurring structural protein, amplifying it by polymerase chain reaction (PCR) and cloning, or chemically synthesizing it. The method for chemically synthesizing the nucleic acid is not particularly limited, and for example, AKTA oligopilot plus 10/100 (GE Healthcare Japan Co., Ltd.) based on the amino acid sequence information of the structural protein obtained from the NCBI web database. A gene can be chemically synthesized by a method of linking oligonucleotides automatically synthesized by PCR or the like. At this time, in order to facilitate purification and/or confirmation of the protein, a nucleic acid encoding a protein consisting of an amino acid sequence obtained by adding an amino acid sequence consisting of an initiation codon and a His10 tag to the N-terminus of the above amino acid sequence is synthesized. good too.

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

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

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

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

原核生物を宿主とする場合、目的タンパク質をコードする核酸を導入するベクターとしては、例えば、pBTrp2(ベーリンガーマンハイム社製)、pGEX(Pharmacia社製)、pUC18、pBluescriptII、pSupex、pET22b、pCold、pUB110、pNCO2(特開2002-238569号公報)等を挙げることができる。 When a prokaryote is used as a host, examples of vectors for introducing a nucleic acid encoding a target protein include pBTrp2 (manufactured by Boehringer Mannheim), pGEX (manufactured by Pharmacia), pUC18, pBluescriptII, pSupex, pET22b, pCold, pUB110, pNCO2 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-238569) and the like.

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

真核生物を宿主とする場合、目的タンパク質をコードする核酸を導入するベクターとしては、例えば、YEP13(ATCC37115)、YEp24(ATCC37051)等を挙げることができる。上記宿主細胞への発現ベクターの導入方法としては、上記宿主細胞へDNAを導入する方法であればいずれも用いることができる。例えば、カルシウムイオンを用いる方法〔Proc. Natl. Acad. Sci. USA,69,2110(1972)〕、エレクトロポレーション法、スフェロプラスト法、プロトプラスト法、酢酸リチウム法、コンピテント法等を挙げることができる。 When a eukaryote is used as a host, examples of vectors for introducing a nucleic acid encoding a target protein include YEP13 (ATCC37115) and YEp24 (ATCC37051). Any method for introducing DNA into the host cell can be used as the method for introducing the expression vector into the host cell. For example, a method using calcium ions [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 69, 2110 (1972)], electroporation method, spheroplast method, protoplast method, lithium acetate method, competent method and the like.

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

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

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

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

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

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

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

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

(タンパク質繊維の製造方法)
タンパク質繊維は、上述したタンパク質を紡糸したものであり、上述したタンパク質を主成分として含む。本実施形態に係るタンパク質繊維の製造方法は、タンパク質と第1の溶解溶媒とを含有する紡糸原液を、凝固浴液に導入して、タンパク質を凝固させる工程を含むものであり、凝固浴液が、第2の溶解溶媒を含有することに特徴を有する。本実施形態に係るタンパク質繊維の製造方法は、湿式紡糸、乾湿式紡糸等の公知の紡糸方法に準じて実施することができる。
(Method for producing protein fiber)
A protein fiber is obtained by spinning the above-described protein, and contains the above-described protein as a main component. The method for producing a protein fiber according to the present embodiment includes a step of introducing a spinning stock solution containing a protein and a first dissolving solvent into a coagulation bath to coagulate the protein. , is characterized by containing a second dissolving solvent. The method for producing the protein fiber according to the present embodiment can be carried out according to known spinning methods such as wet spinning and dry-wet spinning.

紡糸原液は、上述のタンパク質及び第1の溶解溶媒を含有する。紡糸原液は、上述のタンパク質を溶解溶媒に溶解させたものであってよい。ここで、溶解溶媒とは、タンパク質を溶解する成分(溶媒)を意味する。溶解溶媒は、後述する溶解促進剤と組み合わせて用いることにより、タンパク質を溶解する成分も含む。溶解溶媒は、溶解促進剤を含んでいてもよい。第1の溶解溶媒は、紡糸原液中のタンパク質を溶解する成分であり、ドープ溶媒ともいう。 The spinning dope contains the protein described above and the first dissolution solvent. The spinning stock solution may be a solution obtained by dissolving the above protein in a dissolving solvent. Here, the dissolution solvent means a component (solvent) that dissolves the protein. The dissolution solvent also contains a component that dissolves the protein when used in combination with the dissolution promoter described below. The dissolution solvent may contain a dissolution enhancer. The first dissolving solvent is a component that dissolves the protein in the spinning dope, and is also called a dope solvent.

溶解溶媒(第1の溶解溶媒)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)、ヘキサフルオロイソプロノール(HFIP)、ヘキサフルオロアセトン(HFA)、ギ酸等の有機溶媒であってよい。また、第1の溶解溶媒は、上記の有機溶媒に溶解促進剤を添加したもの、又は水に溶解促進剤を添加したものであってよい。第1の溶解溶媒は、1種単独又は2種以上を組み合わせて用いたものであってよい。 Dissolving solvent (first dissolving solvent), for example, dimethylsulfoxide (DMSO), N,N-dimethylformamide (DMF), hexafluoroisopropanol (HFIP), hexafluoroacetone (HFA), organic solvents such as formic acid can be The first dissolution solvent may be the above organic solvent with a dissolution accelerator added, or water with a dissolution accelerator added. The first dissolution solvent may be used singly or in combination of two or more.

溶解溶媒(第1の溶解溶媒)は、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド、ヘキサフルオロイソプロノール、ヘキサフルオロアセトン、ギ酸及びこれらに溶解促進剤を添加したもの、並びに水に溶解促進剤を添加したものからなる群より選択される少なくとも1種であってもよく、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド及びこれらに溶解促進剤を添加したものからなる群から選択される少なくとも1種であってよい。第1の溶解溶媒が、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド及びこれらに溶解促進剤を添加したものからなる群から選択される少なくとも1種である場合、これらの溶媒が高沸点であるため、高温条件でのタンパク質の溶解が可能となる。これにより、タンパク質を第1の溶解溶媒に溶解させて紡糸原液を得る際の調製作業がより一層効率化する。さらに、第1の溶解溶媒がジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド及びこれらに溶解促進剤を添加したものからなる群から選択される少なくとも1種である場合、当該溶媒の安全性が高いことから、生産作業性が向上し、かつ、当該溶媒自体のコストが安いことから、タンパク質繊維の製造コストが低減する。 The dissolution solvent (first dissolution solvent) includes dimethyl sulfoxide, N,N-dimethylformamide, hexafluoroisopropanol , hexafluoroacetone, formic acid and these with a dissolution accelerator added, and water with a dissolution accelerator. It may be at least one selected from the group consisting of those added, and at least one selected from the group consisting of dimethyl sulfoxide, N,N-dimethylformamide, and those to which a dissolution accelerator is added. you can When the first dissolution solvent is at least one selected from the group consisting of dimethylsulfoxide, N,N-dimethylformamide, and these with a dissolution accelerator added thereto, since these solvents have a high boiling point, Dissolution of proteins under high temperature conditions becomes possible. As a result, the preparation work for dissolving the protein in the first dissolution solvent to obtain the dope for spinning becomes more efficient. Furthermore, when the first dissolution solvent is at least one selected from the group consisting of dimethyl sulfoxide, N,N-dimethylformamide, and those to which a dissolution accelerator is added, the safety of the solvent is high. , the production workability is improved, and the cost of the solvent itself is low, so that the production cost of the protein fiber is reduced.

第1の溶解溶媒は、溶解促進剤を添加したもの(含有するもの)であってよい。この場合、紡糸原液の調製が容易になる。溶解促進剤は、タンパク質及び溶解溶媒の種類等に応じて、適宜選択することができる。 The first dissolution solvent may be added (containing) a dissolution enhancer. In this case, preparation of the spinning stock solution is facilitated. The dissolution enhancer can be appropriately selected according to the type of protein and dissolution solvent.

溶解促進剤は、例えば、以下に示すルイス酸とルイス塩基とからなる無機塩であってよい。ルイス塩基としては、例えば、オキソ酸イオン(硝酸イオン、過塩素酸イオン等)、金属オキソ酸イオン(過マンガン酸イオン等)、ハロゲン化物イオン、チオシアン酸イオン、シアン酸イオン等が挙げられる。ルイス酸としては、例えば、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン等の金属イオン、アンモニウムイオン等の多原子イオン、錯イオン等が挙げられる。溶解溶媒が有機溶媒である場合、無機塩としては、例えば、塩化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム、硝酸リチウム、過塩素酸リチウム、及びチオシアン酸リチウム等のリチウム塩、塩化カルシウム、臭化カルシウム、ヨウ化カルシウム、硝酸カルシウム、過塩素酸カルシウム、及びチオシアン酸カルシウム等のカルシウム塩、塩化鉄、臭化鉄、ヨウ化鉄、硝酸鉄、過塩素酸鉄、及びチオシアン酸鉄等の鉄塩、並びに、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、ヨウ化アルミニウム、硝酸アルミニウム、過塩素酸アルミニウム、及びチオシアン酸アルミニウム等のアルミニウム塩、塩化カリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム、硝酸カリウム、過塩素酸カリウム、及びチオシアン酸カリウム等のカリウム塩、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、硝酸ナトリウム、過塩素酸ナトリウム、及びチオシアン酸ナトリウム等のナトリウム塩、塩化亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛、硝酸亜鉛、過塩素酸亜鉛、及びチオシアン酸亜鉛等の亜鉛塩、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、硝酸マグネシウム、過塩素酸マグネシウム、及びチオシアン酸マグネシウム等のマグネシウム塩、塩化バリウム、臭化バリウム、ヨウ化バリウム、硝酸バリウム、過塩素酸バリウム、及びチオシアン酸バリウム等のバリウム塩、塩化ストロンチウム、臭化ストロンチウム、ヨウ化ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、過塩素酸ストロンチウム、及びチオシアン酸ストロンチウム等のストロンチウム塩などが挙げられる。これらの無機塩は、溶解溶媒に対するタンパク質の溶解促進剤として用いられる。紡糸原液が溶解促進剤(上記の無機塩)を含有することにより、タンパク質が紡糸原液中に高い濃度で溶解可能となる。これにより、タンパク質繊維の生産効率がより一層向上し、かつタンパク質繊維の高品質化と応力等の物性の向上等が期待される。無機塩は、塩化リチウム及び塩化カルシウムからなる群より選択される少なくとも1種であってよい。 The dissolution accelerator may be, for example, an inorganic salt composed of a Lewis acid and a Lewis base shown below. Lewis bases include, for example, oxoacid ions (nitrate ion, perchlorate ion, etc.), metal oxoacid ions (permanganate ion, etc.), halide ions, thiocyanate ions, cyanate ions, and the like. Examples of Lewis acids include metal ions such as alkali metal ions and alkaline earth metal ions, polyatomic ions such as ammonium ions, and complex ions. When the dissolving solvent is an organic solvent, examples of inorganic salts include lithium salts such as lithium chloride, lithium bromide, lithium iodide, lithium nitrate, lithium perchlorate, and lithium thiocyanate, calcium chloride, and calcium bromide. , calcium salts such as calcium iodide, calcium nitrate, calcium perchlorate, and calcium thiocyanate; iron salts such as iron chloride, iron bromide, iron iodide, iron nitrate, iron perchlorate, and iron thiocyanate; and aluminum salts such as aluminum chloride, aluminum bromide, aluminum iodide, aluminum nitrate, aluminum perchlorate, and aluminum thiocyanate, potassium chloride, potassium bromide, potassium iodide, potassium nitrate, potassium perchlorate, and thiocyanate Potassium salts such as potassium acid, sodium salts such as sodium chloride, sodium bromide, sodium iodide, sodium nitrate, sodium perchlorate and sodium thiocyanate, zinc chloride, zinc bromide, zinc iodide, zinc nitrate, peroxide Zinc salts such as zinc chlorate and zinc thiocyanate, magnesium salts such as magnesium chloride, magnesium bromide, magnesium iodide, magnesium nitrate, magnesium perchlorate and magnesium thiocyanate, barium chloride, barium bromide, iodide barium salts such as barium, barium nitrate, barium perchlorate and barium thiocyanate; strontium salts such as strontium chloride, strontium bromide, strontium iodide, strontium nitrate, strontium perchlorate and strontium thiocyanate; . These inorganic salts are used as dissolution promoters for proteins in dissolution solvents. When the spinning dope contains the dissolution accelerator (the above inorganic salt), the protein can be dissolved in the spinning dope at a high concentration. As a result, it is expected that the production efficiency of protein fibers will be further improved, and that the quality of protein fibers will be improved and physical properties such as stress will be improved. The inorganic salt may be at least one selected from the group consisting of lithium chloride and calcium chloride.

溶解溶媒が水である(又は水を含有している)場合、紡糸原液は、溶解促進剤として、例えば、尿素、グアニジン、又はドデシル硫酸ナトリウム(SDS)を含んでいてよい。 When the dissolution solvent is (or contains) water, the spinning dope may contain, for example, urea, guanidine, or sodium dodecyl sulfate (SDS) as a dissolution enhancer.

上記の溶解促進剤は、1種単独、又は2種以上を組み合わせて用いたものであってよい。 The above dissolution accelerators may be used singly or in combination of two or more.

溶解促進剤の含有量は、紡糸原液全量に対して、0.1質量%以上、1質量%以上、4質量%以上、7質量%以上、10質量%以上、又は15質量%以上であってよく、20質量%以下、16質量%以下、12質量%以下、又は9質量%以下であってよい。 The content of the dissolution accelerator is 0.1% by mass or more, 1% by mass or more, 4% by mass or more, 7% by mass or more, 10% by mass or more, or 15% by mass or more with respect to the total amount of the spinning stock solution. Well, it may be 20% by mass or less, 16% by mass or less, 12% by mass or less, or 9% by mass or less.

紡糸原液(タンパク質溶液)は、必要に応じて、各種の添加剤を更に含有していてよい。添加剤としては、例えば、可塑剤、レベリング剤、架橋剤、結晶核剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、フィラー、合成樹脂が挙げられる。添加剤の含有量は、紡糸原液中のタンパク質全量100質量部に対して、50質量部以下であってよい。 The spinning stock solution (protein solution) may further contain various additives as necessary. Examples of additives include plasticizers, leveling agents, cross-linking agents, crystal nucleating agents, antioxidants, ultraviolet absorbers, coloring agents, fillers, and synthetic resins. The content of the additive may be 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of protein in the spinning dope.

図1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1に示す紡糸装置10は、乾湿式紡糸用の紡糸装置の一例であり、押出し装置1と、凝固浴槽20と、洗浄浴槽(延伸浴槽)21と、乾燥装置4とを上流側から順に有している。 FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing an example of a spinning apparatus for producing protein fibers. The spinning device 10 shown in FIG. 1 is an example of a spinning device for dry-wet spinning, and includes an extrusion device 1, a coagulation bath 20, a washing bath (stretching bath) 21, and a drying device 4 in this order from the upstream side. are doing.

押出し装置1は貯槽7を有しており、ここに紡糸原液(ドープ液)6が貯留される。紡糸原液6は、上述したタンパク質を溶解溶媒(ドープ溶媒)に溶解させて得られる。凝固浴槽20に凝固浴液11が貯留される。紡糸原液6は、貯槽7の下端部に取り付けられたギアポンプ8により、凝固浴液11との間にエアギャップ19を開けて設けられたノズル9から押し出される。押し出された紡糸原液6は、エアギャップ19を経て、凝固浴槽20の凝固浴液11内に供給(導入)される。凝固浴液11内で紡糸原液から溶媒が除去されてタンパク質が凝固する。凝固したタンパク質は、洗浄浴槽21に導かれ、洗浄浴槽21内の洗浄液12により洗浄された後、洗浄浴槽21内に設置された第一ニップローラ13と第二ニップローラ14により、乾燥装置4へと送られる。このとき、例えば、第二ニップローラ14の回転速度を第一ニップローラ13の回転速度よりも速く設定すると、回転速度比に応じた倍率で延伸されたタンパク質繊維36が得られる。洗浄液12中で延伸されたタンパク質繊維は、洗浄浴槽21内を離脱してから、乾燥装置4内を通過する際に乾燥され、その後、ワインダーにて巻き取られる。このようにして、タンパク質繊維が、紡糸装置10により、最終的にワインダーに巻き取られた巻回物5として得られる。なお、18a~18gは糸ガイドである。 The extrusion device 1 has a storage tank 7 in which a spinning stock solution (dope solution) 6 is stored. The spinning dope 6 is obtained by dissolving the above protein in a dissolving solvent (dope solvent). A coagulation bath liquid 11 is stored in the coagulation bath 20 . The spinning stock solution 6 is pushed out from a nozzle 9 provided with an air gap 19 between it and the coagulation bath solution 11 by a gear pump 8 attached to the lower end of the storage tank 7 . The extruded spinning dope 6 is supplied (introduced) into the coagulation bath liquid 11 of the coagulation bath 20 through the air gap 19 . Solvent is removed from the spinning dope in the coagulation bath 11 to coagulate the protein. The coagulated protein is guided to the washing bath 21, washed with the washing liquid 12 in the washing bath 21, and then sent to the drying device 4 by the first nip roller 13 and the second nip roller 14 installed in the washing bath 21. be done. At this time, for example, if the rotation speed of the second nip roller 14 is set faster than the rotation speed of the first nip roller 13, protein fibers 36 drawn at a ratio corresponding to the rotation speed ratio can be obtained. The protein fibers stretched in the washing liquid 12 are removed from the washing bath 21, dried when passing through the drying device 4, and then wound up by a winder. In this way protein fibers are obtained by the spinning device 10 as a winding 5 which is finally wound on a winder. Note that 18a to 18g are thread guides.

凝固浴液11は、第2の溶解溶媒を含有する。ここで、第2の溶解溶媒とは、凝固浴液11に含まれる溶解溶媒であり、紡糸原液6中のタンパク質を溶解し得る溶媒ということもできる。第2の溶解溶媒として、第1の溶解溶媒で例示したものと同じものを例示できる。第2の溶解溶媒は、第1の溶解溶媒(ドープ溶媒)と、同種の溶媒であってもよく、異種の溶媒であってもよい。紡糸原液6を凝固浴液11に導入する際、紡糸原液6とともに、紡糸原液6中の第1の溶解溶媒が凝固浴液11に導入されるが、本実施形態における凝固浴液11は、紡糸原液6を導入する前に、予め、第2の溶解溶媒を含んでいる。すなわち、本実施形態において、凝固浴液11は、紡糸原液6を凝固浴液11に導入する前に、第2の溶解溶媒を添加されてなるものである。凝固浴液11が第2の溶解溶媒を含有することにより、得られるタンパク質繊維のボイドの発生が充分に抑制される。 The coagulation bath liquid 11 contains a second dissolution solvent. Here, the second dissolution solvent is a dissolution solvent contained in the coagulation bath liquid 11 and can also be said to be a solvent capable of dissolving the protein in the spinning dope 6 . As the second dissolution solvent, the same solvents as those exemplified for the first dissolution solvent can be exemplified. The second dissolving solvent may be the same solvent as the first dissolving solvent (dope solvent), or may be a different solvent. When the dope solution 6 is introduced into the coagulation bath solution 11, the first dissolving solvent in the dope solution 6 is introduced into the coagulation bath solution 11 together with the dope solution 6. Before the stock solution 6 is introduced, it contains a second dissolution solvent in advance. That is, in the present embodiment, the coagulation bath liquid 11 is added with the second dissolving solvent before the spinning stock solution 6 is introduced into the coagulation bath liquid 11 . By containing the second dissolving solvent in the coagulation bath liquid 11, the generation of voids in the obtained protein fibers is sufficiently suppressed.

第2の溶解溶媒は、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド、ヘキサフルオロイソプロノール、ヘキサフルオロアセトン、ギ酸及びこれらに溶解促進剤を添加したもの、並びに水に溶解促進剤を添加したものからなる群より選択される少なくとも1種であってよく、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド及びこれらに溶解促進剤を添加したものからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。 The second dissolution solvent is dimethyl sulfoxide, N,N-dimethylformamide, hexafluoroisopropanol , hexafluoroacetone, formic acid and these with a dissolution enhancer added, and water with a dissolution enhancer added. It may be at least one selected from the group consisting of dimethylsulfoxide, N,N-dimethylformamide and at least one selected from the group consisting of these with a dissolution accelerator added.

凝固浴液11は、第2の溶解溶媒を含み、かつ、脱溶媒できる溶液であればよく、例えば、メタノール、エタノール、2-プロパノール等の炭素数1~5の低級アルコール、アセトン等を含有していてよい。凝固浴液11は、適宜水を含んでいてもよい。凝固浴液11は、メタノールと、第2の溶解溶媒とを含有していてよい。この場合、第2の溶解溶媒は、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド及びこれらに溶解促進剤を添加したものからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。 The coagulation bath liquid 11 may be any solution as long as it contains the second dissolving solvent and the solvent can be removed. It's okay. The coagulation bath liquid 11 may contain water as appropriate. The coagulation bath liquid 11 may contain methanol and a second dissolution solvent. In this case, the second dissolution solvent is preferably at least one selected from the group consisting of dimethylsulfoxide, N,N-dimethylformamide, and these with a dissolution accelerator added thereto.

凝固浴液11における、第2の溶解溶媒の含有量は、凝固浴液11全量に対して、10~60質量%であってもよい。また、第2の溶解溶媒の含有量は、凝固浴液11全量に対して、15質量%以上、20質量%以上、25質量%以上、又は30質量%以上であってもよく、50質量%以下、40質量%以下、又は30質量%以下であってもよい。第2の溶解溶媒の含有量が、上述の範囲内である場合、タンパク質繊維におけるボイドの発生がより一層顕著に抑制される。凝固浴液11における第2の溶解溶媒の含有量が、凝固浴液11全量に対して、15質量%以上である場合、最大延伸倍率がより一層高くなり、20質量%以上である場合、応力がより一層大きくなる。なお、本明細書における応力とは、タンパク質繊維が繊維軸方向の引張外力により破断するまでの最大荷重を、タンパク質繊維の9000mあたりの重量で除した値(単位:g/D)を意味する。 The content of the second dissolving solvent in the coagulation bath liquid 11 may be 10 to 60 mass % with respect to the total amount of the coagulation bath liquid 11 . The content of the second dissolving solvent may be 15% by mass or more, 20% by mass or more, 25% by mass or more, or 30% by mass or more with respect to the total amount of the coagulation bath liquid 11, or 50% by mass. Below, it may be 40 mass % or less, or 30 mass % or less. When the content of the second dissolving solvent is within the range described above, the generation of voids in the protein fibers is more significantly suppressed. When the content of the second dissolving solvent in the coagulation bath liquid 11 is 15% by mass or more with respect to the total amount of the coagulation bath liquid 11, the maximum draw ratio becomes even higher. becomes even larger. The stress as used herein means a value (unit: g/D) obtained by dividing the maximum load until the protein fiber breaks due to tensile external force in the fiber axis direction divided by the weight per 9000 m of the protein fiber.

凝固浴液11は、溶解促進剤を含んでいてよい。凝固浴液11における溶解促進剤として、例えば、上述の無機塩を用いてもよい。また、凝固浴液11は、溶解促進剤を含有する第2の溶解溶媒を用いることにより、溶解促進剤を含んでいてよい。凝固浴液11は、無機塩を含んでいてよく、塩化リチウム及び塩化カルシウムからなる群より選択される少なくとも1種を含んでいてよい。凝固浴液11における溶解促進剤は、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いたものであってもよい。 The coagulation bath liquid 11 may contain a dissolution accelerator. As a dissolution accelerator in the coagulation bath liquid 11, for example, the inorganic salts described above may be used. Further, the coagulation bath liquid 11 may contain a dissolution accelerator by using a second dissolution solvent containing a dissolution accelerator. The coagulation bath liquid 11 may contain an inorganic salt, and may contain at least one selected from the group consisting of lithium chloride and calcium chloride. The dissolution accelerator in the coagulation bath liquid 11 may be used singly or in combination of two or more.

紡糸原液が溶解促進剤として無機塩を含有する場合、凝固浴液11は、紡糸原液が含有する無機塩と同種の無機塩を含んでいてよく、また異種の無機塩を含んでいてよい。紡糸原液が溶解促進剤として無機塩を含有しない場合であっても、凝固浴液11は、無機塩を含有していてもよい。 When the spinning dope contains an inorganic salt as a dissolution accelerator, the coagulation bath solution 11 may contain the same inorganic salt as the spinning dope, or may contain a different inorganic salt. The coagulation bath solution 11 may contain an inorganic salt even if the spinning dope does not contain an inorganic salt as a dissolution accelerator.

凝固浴液11が無機塩を含有する場合、凝固浴液11中でのタンパク質の凝固をより温和な条件で行うことができる。これにより、得られるタンパク質繊維のボイドの発生がより一層抑制される。また、得られるタンパク質繊維の応力及び最大延伸倍率がより一層高くなる。凝固浴液11中の無機塩の含有量を調整することにより、凝固浴液11中でのタンパク質の凝固速度等の調整が容易になり、ボイドの発生が抑制されたタンパク質繊維の製造がより一層容易になる。 When the coagulation bath liquid 11 contains an inorganic salt, protein coagulation in the coagulation bath liquid 11 can be performed under milder conditions. Thereby, generation of voids in the obtained protein fiber is further suppressed. In addition, the stress and maximum draw ratio of the obtained protein fibers are further increased. By adjusting the content of the inorganic salt in the coagulation bath liquid 11, it becomes easier to adjust the coagulation rate of the protein in the coagulation bath liquid 11, and the production of protein fibers in which the occurrence of voids is suppressed is further enhanced. become easier.

凝固浴液11が無機塩を含有する場合、凝固浴液11における無機塩の含有量は、特に限定されないが、凝固浴液11全量基準で、0質量%超え30質量%以下、5質量%以上25質量%以下、又は10質量%以上20質量%未満であってよい。紡糸原液6が無機塩を含有する場合、凝固浴液11における無機塩の含有量は、紡糸原液6中の無機塩の含有量より低いことが好ましい。この場合、紡糸原液6を凝固浴液11に導入する際に、凝固浴液11中でタンパク質の凝固が阻害されることなく、より温和な条件下でタンパク質の凝固が可能となる。これにより、タンパク質繊維のボイドの発生がより有利に抑制される。 When the coagulation bath liquid 11 contains an inorganic salt, the content of the inorganic salt in the coagulation bath liquid 11 is not particularly limited. It may be 25% by mass or less, or 10% by mass or more and less than 20% by mass. When the spinning dope 6 contains an inorganic salt, the content of the inorganic salt in the coagulation bath liquid 11 is preferably lower than the inorganic salt content in the spinning dope 6 . In this case, when the dope 6 for spinning is introduced into the coagulation bath 11, protein coagulation is not hindered in the coagulation bath 11, and protein coagulation becomes possible under milder conditions. Thereby, generation of voids in protein fibers is more advantageously suppressed.

凝固浴液11の温度は、特に限定されないが、40℃以下、30℃以下、25℃以下、20℃以下、10℃以下、又は5℃以下であってよい。凝固浴液11の温度は、特に限定されないが、-30℃以上、-20℃以上、又は-10℃以上であってよく、作業性、冷却コスト等の観点から、0℃以上であることが好ましい。凝固浴液11の温度が上記範囲内であれば、ボイドの発生が充分に抑制されたタンパク質繊維の製造がより一層容易になる。凝固浴液11の温度を上記範囲に調整することにより、タンパク質繊維のボイドの発生が充分に抑制され、得られるタンパク質繊維の応力がより増大する。なお、凝固浴液の温度は、例えば、熱交換器を内部に備える凝固浴槽20と、冷却循環装置と、を有する紡糸装置10を用いることにより調整することができる。例えば、凝固浴槽内に設置した熱交換器に冷却循環装置で所定の温度まで冷却した媒体を流すことにより、凝固浴液と熱交換器間での熱交換により温度を上記範囲内に調整することができる。この場合、媒体として凝固浴液11に用いる溶媒(例えば、メタノール)を循環することでより効率的な冷却が可能となる。 The temperature of the coagulation bath liquid 11 is not particularly limited, but may be 40° C. or less, 30° C. or less, 25° C. or less, 20° C. or less, 10° C. or less, or 5° C. or less. The temperature of the coagulation bath liquid 11 is not particularly limited, but may be −30° C. or higher, −20° C. or higher, or −10° C. or higher. preferable. If the temperature of the coagulation bath liquid 11 is within the above range, it becomes easier to produce protein fibers in which the occurrence of voids is sufficiently suppressed. By adjusting the temperature of the coagulation bath liquid 11 within the above range, the generation of voids in the protein fibers is sufficiently suppressed, and the stress of the obtained protein fibers is further increased. The temperature of the coagulation bath liquid can be adjusted, for example, by using the spinning apparatus 10 having a coagulation bath 20 internally provided with a heat exchanger and a cooling circulation device. For example, the temperature can be adjusted within the above range by heat exchange between the coagulation bath liquid and the heat exchanger by flowing a medium cooled to a predetermined temperature by a cooling circulation device through a heat exchanger installed in the coagulation bath. can be done. In this case, more efficient cooling becomes possible by circulating the solvent (for example, methanol) used for the coagulation bath liquid 11 as a medium.

凝固浴液11が貯留される凝固浴槽20は複数設けられていてもよい。この場合、ノズル9から押し出された紡糸原液6が直接供給(導入)される、凝固浴槽の凝固浴液(第1凝固浴液)が、第2の溶解溶媒を含有していればよい。すなわち、凝固浴液11が貯留される凝固浴槽20は複数設けられている場合、第1凝固浴液以外の凝固浴液(他の凝固浴液)は、第2の溶解溶媒を含有していなくてもよい。他の凝固浴液の温度は、40℃以下、20℃以下、10℃以下、又は5℃以下であってもよく、0℃以上、又は40℃超であってもよい。 A plurality of coagulation baths 20 in which the coagulation bath liquid 11 is stored may be provided. In this case, the coagulation bath liquid (first coagulation bath liquid) in the coagulation bath to which the spinning dope 6 extruded from the nozzle 9 is directly supplied (introduced) may contain the second dissolving solvent. That is, when a plurality of coagulation baths 20 in which the coagulation bath liquid 11 is stored are provided, the coagulation bath liquids other than the first coagulation bath liquid (other coagulation bath liquids) do not contain the second dissolution solvent. may The temperature of other coagulation bath liquids may be 40°C or lower, 20°C or lower, 10°C or lower, or 5°C or lower, and may be 0°C or higher, or higher than 40°C.

凝固したタンパク質が凝固浴液11中を通過する距離(実質的には、糸ガイド18aから糸ガイド18bまでの距離)は、脱溶媒が効率的に行えるよく、ノズル9からの紡糸原液の押出速度(吐出速度)等に応じて決定されるものであってよい。凝固したタンパク質(又は紡糸原液)の凝固浴液11中での滞留時間は、凝固したタンパク質が凝固浴液11中を通過する距離、ノズル9からの紡糸原液6の押出速度等に応じて決定されるものであってよく、例えば、0.01~3分であってよく、0.05~0.15分であることが好ましい。また、凝固浴液11中で延伸(前延伸)をしてもよい。 The distance that the coagulated protein passes through the coagulation bath liquid 11 (substantially, the distance from the yarn guide 18a to the yarn guide 18b) allows efficient desolvation, and the extrusion speed of the spinning dope from the nozzle 9 is sufficient. It may be determined according to (ejection speed) or the like. The retention time of the coagulated protein (or spinning dope) in the coagulation bath solution 11 is determined according to the distance the coagulated protein passes through the coagulation bath solution 11, the extrusion speed of the spinning dope 6 from the nozzle 9, and the like. for example, 0.01 to 3 minutes, preferably 0.05 to 0.15 minutes. Further, stretching (pre-stretching) may be performed in the coagulation bath liquid 11 .

なお、タンパク質繊維を得る際に洗浄浴槽21内で実施される延伸は、温水中、温水に有機溶剤等を加えた溶液中等で行う、いわゆる湿熱延伸であってもよい。この湿熱延伸の温度としては、例えば、50~90℃であってよく、75~85℃が好ましい。湿熱延伸では、未延伸糸(又は前延伸糸)を、例えば、1倍~10倍延伸することができ、2~8倍延伸することが好ましい。 The drawing performed in the washing bath 21 when obtaining the protein fibers may be so-called moist heat drawing, which is performed in hot water or in a solution of hot water to which an organic solvent or the like is added. The temperature for this wet heat stretching may be, for example, 50 to 90°C, preferably 75 to 85°C. In wet heat drawing, the undrawn yarn (or pre-drawn yarn) can be drawn, for example, 1 to 10 times, preferably 2 to 8 times.

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

以下、本発明について実施例をもとに説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described below based on Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

1.クモ糸タンパク質(クモ糸フィブロイン:PRT410)の製造(クモ糸タンパク質をコードする遺伝子の合成、及び発現ベクターの構築)
ネフィラ・クラビペス(Nephila clavipes)由来のフィブロイン(GenBankアクセッション番号:P46804.1、GI:1174415)の塩基配列及びアミノ酸配列に基づき、配列番号1で示されるアミノ酸配列を有する改変フィブロイン(以下、「PRT410」ともいう。)を設計した。
1. Production of spider silk protein (spider silk fibroin: PRT410) (synthesis of gene encoding spider silk protein and construction of expression vector)
Based on the nucleotide sequence and amino acid sequence of Nephila clavipes-derived fibroin (GenBank Accession Number: P46804.1, GI: 1174415), a modified fibroin having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 (hereinafter referred to as "PRT410 ”) was designed.

配列番号1で示されるアミノ酸配列は、ネフィラ・クラビペス由来のフィブロインのアミノ酸配列に対して、生産性の向上を目的としてアミノ酸残基の置換、挿入及び欠失を施したアミノ酸配列と、そのN末端に付加された配列番号7で示されるアミノ酸配列(タグ配列及びヒンジ配列)とを有する。 The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 is an amino acid sequence obtained by subjecting the amino acid sequence of Nephila clavipes-derived fibroin to amino acid residue substitutions, insertions and deletions for the purpose of improving productivity, and its N-terminus. and an amino acid sequence (tag sequence and hinge sequence) shown in SEQ ID NO: 7 added to.

設計したPRT410をコードする核酸を合成した。当該核酸には、5’末端にNdeIサイト及び終止コドン下流にEcoRIサイトを付加した。当該核酸をクローニングベクター(pUC118)にクローニングした。その後、同核酸をNdeI及びEcoRIで制限酵素処理して切り出した後、タンパク質発現ベクターpET-22b(+)に組換えて発現ベクターを得た。 A nucleic acid encoding the designed PRT410 was synthesized. The nucleic acid was added with an NdeI site at the 5' end and an EcoRI site downstream of the stop codon. The 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pET22b(+)発現ベクターによって、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1)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になるまで約15時間、フラスコ培養を行って、シード培養液を得た。E. coli BLR(DE3) was transformed with the resulting pET22b(+) 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 1) containing ampicillin so that the OD 600 was 0.005. The temperature of the culture solution was kept at 30° C., and flask culture was performed for about 15 hours until OD 600 reached 5 to obtain a seed culture solution.

Figure 0007281139000001
Figure 0007281139000001

当該シード培養液を500mlの生産培地(表2)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%に維持した。The seed culture was added to a jar fermenter containing 500 ml of production medium (Table 2) 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 medium was maintained at 20% of the dissolved oxygen saturation concentration.

Figure 0007281139000002
Figure 0007281139000002

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。培養液中の溶存酸素濃度を、溶存酸素飽和濃度の20%に維持しながら、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、PRT410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PRT410に相当するサイズのバンドの出現により、PRT410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 medium was maintained at 37° C. and the pH was constantly controlled to 6.9 for culturing. Cultivation was performed for 20 hours while maintaining the dissolved oxygen concentration in the culture solution at 20% of the dissolved oxygen saturation concentration. 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 PRT410. 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 solutions before and after the addition of IPTG, and the expression of PRT410 was confirmed by the appearance of a band of a size corresponding to PRT410 depending on the addition of IPTG.

(クモ糸フィブロインの精製)
IPTGを添加してから2時間後に回収した菌体を20mM Tris-HCl buffer(pH7.4)で洗浄した。洗浄後の菌体を約1mMのPMSFを含む20mM Tris-HCl緩衝液(pH7.4)に懸濁させ、高圧ホモジナイザー(GEA Niro Soavi社)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(PRT410)を遠心分離により回収した。回収した凝集タンパク質から凍結乾燥機で水分を除き、PRT410の凍結乾燥粉末を得た。
(Purification of spider silk fibroin)
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 disrupted with a high-pressure homogenizer (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 (cellulose tube 36/32 manufactured by Sanko Junyaku Co., Ltd.). The white aggregated protein (PRT410) obtained after dialysis was recovered by centrifugation. Water was removed from the collected aggregated protein using a freeze dryer to obtain a freeze-dried powder of PRT410.

2.クモ糸フィブロイン繊維の製造
(紡糸原液の調製)
溶解溶媒(第1の溶解溶媒)であるジメチルスルホキシド(DMSO)に、上述のクモ糸フィブロイン(PRT410)を濃度24質量%となるよう添加した後、溶解促進剤として塩化リチウム(LiCl)を濃度4.0質量%となるように添加し、その後、シェーカーを使用して3時間振盪し、溶解させた。その後、ゴミと泡を取り除き、紡糸原液(ドープ液)とした。紡糸原液の溶液粘度は90℃において5000cP(センチポアズ)であった。
2. Production of spider silk fibroin fiber (preparation of spinning dope)
After adding the spider silk fibroin (PRT410) described above to dimethyl sulfoxide (DMSO) as a dissolution solvent (first dissolution solvent) to a concentration of 24% by mass, lithium chloride (LiCl) as a dissolution accelerator was added to a concentration of 4. 0% by mass, and then shaken for 3 hours using a shaker for dissolution. After that, dust and bubbles were removed to obtain a spinning solution (dope solution). The solution viscosity of the spinning dope was 5000 cP (centipoise) at 90°C.

(紡糸)
得られた紡糸原液を用いて、図1に示す紡糸装置10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タンパク質繊維(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1に示す紡糸装置10において、未延伸糸製造装置2(第1凝固浴槽)及び湿熱延伸装置3(洗浄浴槽)の間に、第2の未延伸糸製造装置(第2凝固浴槽)及び第3の未延伸糸製造装置(第3凝固浴槽)を備えるものである。第1凝固浴液には、メタノール(MeOH)、及びDMSO(第2の溶解溶媒)を表3に示す組成(質量比)で含む溶液を用いた。凝固浴液全量に対する、第2の溶解溶媒の含有量を表3に示す。第2凝固浴槽及び第3凝固浴槽の凝固浴液としては、MeOHを用いた。また、洗浄浴槽の洗浄液には、水を用いた。その他の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
第1凝固浴液の滞在時間、温度及び延伸倍率:表3参照
延伸倍率:表3参照
乾燥温度:95℃
(spinning)
Using the obtained spinning dope, spun and drawn protein fibers (spider silk fibroin fibers) were produced by dry-wet spinning using a spinning apparatus according to the spinning apparatus 10 shown in FIG. The spinning apparatus used was the spinning apparatus 10 shown in FIG. 1, in which a second undrawn yarn manufacturing apparatus (second 2 coagulation bath) and a third undrawn yarn manufacturing device (third coagulation bath). A solution containing methanol (MeOH) and DMSO (second dissolving solvent) in the composition (mass ratio) shown in Table 3 was used as the first coagulation bath. Table 3 shows the content of the second dissolving solvent with respect to the total amount of the coagulation bath. MeOH was used as the coagulation bath liquid in the second coagulation bath and the third coagulation bath. Water was used as the cleaning liquid in the cleaning bath. Other dry-wet spinning conditions are as follows.
Extrusion nozzle diameter: 0.2mm
Residence time, temperature and stretch ratio of the first coagulation bath: see Table 3 Stretch ratio: see Table 3 Drying temperature: 95°C

Figure 0007281139000003
Figure 0007281139000003

3.ボイドの評価
製造例1-1~1-5におけるクモ糸フィブロイン繊維のボイドの評価は、光学顕微鏡を用いた表面観測により行った。具体的には、ボイドの評価は、凝固後及び洗浄後の繊維について、光学顕微鏡を用いた観察により、約1000μmあたりに1μm以上のボイドが存在する割合を評価した。製造例1-1~1-5におけるクモ糸フィブロイン繊維の光学顕微鏡写真を図2に示す。凝固後の繊維は第1凝固浴液での凝固により得られた繊維である。なお、図2の製造例1-1の洗浄後における光学顕微鏡写真中のスケールバーは、50μmである。
3. Evaluation of Voids Voids of the spider silk fibroin fibers in Production Examples 1-1 to 1-5 were evaluated by surface observation using an optical microscope. Specifically, voids were evaluated by observing the fibers after coagulation and washing using an optical microscope and evaluating the ratio of voids of 1 μm or more per about 1000 μm 2 . Optical micrographs of spider silk fibroin fibers in Production Examples 1-1 to 1-5 are shown in FIG. The fibers after coagulation are fibers obtained by coagulation in the first coagulation bath. Note that the scale bar in the optical micrograph after washing of Production Example 1-1 in FIG. 2 is 50 μm.

図2に示すとおり、凝固浴液が溶解溶媒(第2の溶解溶媒)としてDMSOを含有する場合(製造例1-2~1-5)では、凝固浴液がDMSOを含有しない場合(製造例1-1)と比べて、クモ糸フィブロイン繊維のボイドの発生が抑制された。また、凝固浴液がDMSOを10質量%以上含有する場合(製造例1-4~1-5)では、クモ糸フィブロイン繊維のボイドの発生がより顕著に抑制された。 As shown in FIG. 2, when the coagulation bath contains DMSO as a dissolution solvent (second dissolution solvent) (Production Examples 1-2 to 1-5), when the coagulation bath does not contain DMSO (Production Example Compared to 1-1), the generation of voids in spider silk fibroin fibers was suppressed. In addition, when the coagulation bath contained 10% by mass or more of DMSO (Production Examples 1-4 and 1-5), the generation of voids in the spider silk fibroin fibers was significantly suppressed.

4.応力の評価
製造例1-1~1-8により得られたタンパク質繊維について応力を評価した。応力は、INSTRON3342引張試験機により、試験片長100mm、引張り速度100mm/minで10回測定し、その平均値を算出した。平均値間の有意差に関しては、2水準間の比較は2-sapmle t検定により行い、3水準以上の比較は分散分析検定により行った。有意差水準(p値)が0.05未満の場合に有意差有りと判断した。図3は、応力の評価結果を示す箱ひげ図である。なお、本明細書における応力とは、タンパク質繊維が繊維軸方向の引張外力により破断するまでの最大荷重を、タンパク質繊維の9000mあたりの重量で除した値(単位:g/D)を意味する。図3中、*は外れ値を示す。
4. Evaluation of Stress The protein fibers obtained in Production Examples 1-1 to 1-8 were evaluated for stress. The stress was measured 10 times with an INSTRON 3342 tensile tester at a test piece length of 100 mm and a tensile speed of 100 mm/min, and the average value was calculated. Regarding significant differences between mean values, comparisons between two levels were performed by the 2-sapmlet test, and comparisons of three or more levels were performed by the analysis of variance test. A significance level (p value) of less than 0.05 was judged to indicate a significant difference. FIG. 3 is a box plot showing the evaluation results of stress. The stress as used herein means a value (unit: g/D) obtained by dividing the maximum load until the protein fiber breaks due to tensile external force in the fiber axis direction divided by the weight per 9000 m of the protein fiber. In FIG. 3, * indicates an outlier.

DMSOの含有量が20質量%以上である第1凝固浴液を用いて得たクモ糸フィブロイン繊維(製造例1-4~1-8)は、DMSOの含有量が20質量%未満である第1凝固浴液を用いて得たクモ糸フィブロイン繊維(製造例1-1~1-3)と比べて、応力が高かった。また、第1凝固浴液におけるDMSOの含有量が、30質量%以上である凝固浴液を用いた場合、より一層応力が高くなることが示された。 Spider silk fibroin fibers (manufacturing examples 1-4 to 1-8) obtained using the first coagulation bath having a DMSO content of 20% by mass or more were obtained from the first coagulation bath having a DMSO content of less than 20% by mass. The stress was higher than that of the spider silk fibroin fibers (manufacturing examples 1-1 to 1-3) obtained using the coagulation bath solution No. 1. In addition, it was shown that the stress becomes even higher when a coagulation bath having a DMSO content of 30% by mass or more is used in the first coagulation bath.

5.最大延伸倍率の評価
最大延伸倍率は、図1に示した紡糸装置10の2箇所で評価した。評価した箇所は、1箇所目が18bと18cとの間での延伸(固化浴延伸)であり、2箇所目が14と18eの間での延伸(洗浄浴延伸)である。評価は、2箇所同時でなく、一方を評価する際は他方は等倍に近い延伸倍率に固定して行った。評価方法としては1倍ずつ延伸倍率を上昇させていき、断糸した際の延伸倍率を最大延伸倍率とした。結果を図4に示す。
5. Evaluation of Maximum Draw Ratio The maximum draw ratio was evaluated at two points in the spinning apparatus 10 shown in FIG. The points evaluated were the stretch between 18b and 18c (hardening bath stretch) at the first point and the stretch between 14 and 18e (wash bath stretch) at the second point. The evaluation was not performed at two points simultaneously, and when one was evaluated, the other was fixed at a draw ratio close to the same. As an evaluation method, the draw ratio was increased by 1 time, and the draw ratio at the time of fiber breakage was defined as the maximum draw ratio. The results are shown in FIG.

凝固浴液がDMSOを15質量%以上含有する場合、DMSOを15質量%未満の割合で含有する場合と比べ、最大延伸倍率が高くなった。 When the coagulation bath contained 15% by mass or more of DMSO, the maximum draw ratio was higher than when the coagulation bath contained less than 15% by mass of DMSO.

6.凝固浴液に無機塩を添加した際のボイドの発生量評価
凝固浴液における組成MeOH/DMSO(質量比)、第2の溶解溶媒として用いたDMSOの含有量並びに無機塩の種類及び含有量を表4に示す条件とすること以外は、製造例1-1と同様にして、クモ糸フィブロイン繊維(タンパク質繊維)を製造した(製造例2-1~2-8)。ボイドの評価は、製造例1-1~1-5における方法と同様にして行った。製造例2-1~2-8において、得られたタンパク質繊維のボイドの評価結果をそれぞれ図5~12に示す。
6. Evaluation of void generation amount when adding inorganic salt to coagulation bath liquid Spider silk fibroin fibers (protein fibers) were produced in the same manner as in Production Example 1-1 except that the conditions shown in Table 4 were used (Production Examples 2-1 to 2-8). Evaluation of voids was performed in the same manner as in Production Examples 1-1 to 1-5. The evaluation results of voids in the protein fibers obtained in Production Examples 2-1 to 2-8 are shown in FIGS. 5 to 12, respectively.

Figure 0007281139000004
Figure 0007281139000004

図5~12に示すとおり、凝固浴液(第1凝固浴液)が溶解溶媒(第2の溶解溶媒)として、DMSOを含み、かつ無機塩を含む場合であっても、ボイドの発生が充分に抑制されることが示された。第1凝固浴液の組成MeOH/DMSO(質量比)が90/10である場合、凝固浴液における、LiClの含有量を10質量%以上、又は、塩化カルシウム(CaCl)の含有量を10質量%とすることで、より顕著にボイドの発生が抑制された(製造例2-2~2-4と、製造例2-1との対比)。また、第1凝固浴液の組成MeOH/DMSO(質量比)が80/20である場合、LiClの含有量を5質量%以上とすることで、より顕著にボイドの発生が抑制された(製造例2-6~2-8と、製造例2-5との対比)。As shown in FIGS. 5 to 12, even when the coagulation bath liquid (first coagulation bath liquid) contains DMSO as a dissolution solvent (second dissolution solvent) and contains an inorganic salt, voids are sufficiently generated. was shown to be suppressed by When the composition MeOH/DMSO (mass ratio) of the first coagulation bath liquid is 90/10, the content of LiCl in the coagulation bath liquid is 10% by mass or more, or the content of calcium chloride (CaCl 2 ) is 10%. By setting it to % by mass, the generation of voids was suppressed more remarkably (comparison between Production Examples 2-2 to 2-4 and Production Example 2-1). In addition, when the composition MeOH/DMSO (mass ratio) of the first coagulation bath liquid was 80/20, the generation of voids was suppressed more significantly by setting the LiCl content to 5% by mass or more (manufacturing Comparison between Examples 2-6 to 2-8 and Production Example 2-5).

1…押出し装置、2…未延伸糸製造装置、3…湿熱延伸装置、4…乾燥装置、6…紡糸原液、10…紡糸装置、20…凝固浴槽、21…洗浄浴槽、36…タンパク質繊維。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Extrusion apparatus, 2... Undrawn yarn manufacturing apparatus, 3... Wet heat drawing apparatus, 4... Drying apparatus, 6... Spinning dope, 10... Spinning apparatus, 20... Coagulation bath, 21... Washing bath, 36... Protein fiber.

Claims (10)

タンパク質と、第1の溶解溶媒と、を含有する紡糸原液を、凝固浴液に導入して、前記タンパク質を凝固させる工程を含み、
前記凝固浴液が、第2の溶解溶媒を含有し、
前記第1の溶解溶媒が、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド、ヘキサフルオロイソプロノール、ヘキサフルオロアセトン、ギ酸及びこれらに無機塩を添加したもの、並びに水に無機塩、尿素、グアニジン、及びドデシル硫酸ナトリウムからなる群より選択される少なくとも1種を添加したものからなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記第2の溶解溶媒が、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド、ヘキサフルオロイソプロノール、ヘキサフルオロアセトン、ギ酸及びこれらに無機塩を添加したものからなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記凝固浴液が、メタノールと、前記第2の溶解溶媒と、を含有し、かつ前記第2の溶解溶媒が、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド及びこれらに無機塩を添加したものからなる群より選択される少なくとも1種である、タンパク質繊維の製造方法。
introducing a spinning stock solution containing a protein and a first dissolution solvent into a coagulation bath to coagulate the protein;
the coagulation bath contains a second dissolution solvent;
The first dissolution solvent is dimethylsulfoxide, N,N-dimethylformamide, hexafluoroisopropanol , hexafluoroacetone, formic acid, and inorganic salts added thereto, and inorganic salts in water, urea, guanidine, and At least one selected from the group consisting of the addition of at least one selected from the group consisting of sodium dodecyl sulfate,
The second dissolving solvent is at least one selected from the group consisting of dimethylsulfoxide, N,N-dimethylformamide, hexafluoroisopropanol , hexafluoroacetone, formic acid, and inorganic salts added thereto. the law of nature,
The coagulation bath liquid contains methanol and the second dissolving solvent, and the second dissolving solvent is composed of dimethylsulfoxide, N,N-dimethylformamide, and inorganic salts added thereto. A method for producing a protein fiber, which is at least one selected from the group .
前記第2の溶解溶媒の含有量が、前記凝固浴液全量に対して、10~60質量%である、請求項1に記載のタンパク質繊維の製造方法。 2. The method for producing protein fibers according to claim 1 , wherein the content of said second dissolving solvent is 10 to 60% by mass with respect to the total amount of said coagulation bath liquid. 前記凝固浴液の温度が、40℃以下である、請求項1又は2に記載のタンパク質繊維の製造方法。 The method for producing protein fibers according to claim 1 or 2 , wherein the temperature of the coagulation bath liquid is 40°C or less. 前記凝固浴液の温度が、0℃以上である、請求項1~のいずれか一項に記載のタンパク質繊維の製造方法。 The method for producing protein fibers according to any one of claims 1 to 3 , wherein the temperature of the coagulation bath liquid is 0°C or higher. 前記タンパク質が、構造タンパク質である、請求項1~のいずれか一項に記載のタンパク質繊維の製造方法。 The method for producing a protein fiber according to any one of claims 1 to 4 , wherein the protein is a structural protein. 前記構造タンパク質が、フィブロインである、請求項に記載のタンパク質繊維の製造方法。 6. The method for producing a protein fiber according to claim 5 , wherein said structural protein is fibroin. 前記フィブロインが、クモ糸フィブロインである、請求項に記載のタンパク質繊維の製造方法。 The method for producing a protein fiber according to claim 6 , wherein the fibroin is spider silk fibroin. 前記凝固浴液が、無機塩を含む、請求項1~のいずれか一項に記載のタンパク質繊維の製造方法。 The method for producing protein fibers according to any one of claims 1 to 7 , wherein the coagulation bath contains an inorganic salt. 前記凝固浴液中における前記無機塩の含有量が、前記凝固浴液の全量基準で0質量%を超え且つ30質量%以下である、請求項に記載のタンパク質繊維の製造方法。 9. The method for producing protein fibers according to claim 8 , wherein the content of said inorganic salt in said coagulation bath liquid is more than 0% by mass and 30% by mass or less based on the total amount of said coagulation bath liquid. 前記紡糸原液が無機塩を含み、
前記凝固浴液中における前記無機塩の含有量が、前記紡糸原液中の前記無機塩の含有量よりも低い、請求項又はに記載のタンパク質繊維の製造方法。
The spinning stock solution contains an inorganic salt,
10. The method for producing a protein fiber according to claim 8 , wherein the content of said inorganic salt in said coagulation bath is lower than the content of said inorganic salt in said spinning dope.
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