JPWO2020162626A1 - 組み換え構造タンパク質マルチフィラメント及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、生産性に優れた改変フィブロインマルチフィラメントの製造方法及びそれによって製造されたマルチフィラメントを提供することを目的とする。本発明のマルチフィラメントは、改変フィブロインを含み、１００本以上の構成単糸を有し、弾性率の変動係数が１５％以下であり、強度の変動係数が１５％以下であり、伸度の変動係数が３３％未満である。

Description

本発明は、組み換え構造タンパク質マルチフィラメント及びその製造方法に関する。
従来から、人造フィブロイン繊維として、再生絹繊維である絹フィブロイン繊維、クモ糸フィブロイン繊維等が知られており、これらの紡糸方法も多数報告されている。
例えば、５０の孔数を有する紡糸ノズルを用いて製造された、５０本の単糸で構成される、天然型クモ糸フィブロイン構造由来のクモ糸フィブロインのマルチフィラメントが報告されている（特許文献１）。
しかしながら、より多孔数を有する紡糸ノズルを用いて大規模に製造された、紡糸ノズル孔数と同数の、多数の単糸で構成される組み換え構造タンパク質マルチフィラメントは未だ報告されていない。
国際公開第２０１８／０５３２０４号
本発明は、世の中に存在しない多数の単糸で構成される、多数の組み換え構造タンパク質マルチフィラメントを提供することを目的とする。
すなわち、本発明は、例えば、以下の各発明に関する。
［１］
改変フィブロインを含み、１００本以上の構成単糸を有し、弾性率の変動係数が１５％以下であり、強度の変動係数が１５％以下であり、伸度の変動係数が３３％未満である、マルチフィラメント。
［２］
上記マルチフィラメントの伸度の変動係数が２０％以下である、［１］に記載のマルチフィラメント。
［３］
上記マルチフィラメントの伸度の変動係数が０.０１％以上２０％以下である、［１］又は［２］に記載のマルチフィラメント。
［４］
上記マルチフィラメントの伸度の変動係数が、０.０１％〜０．１％未満、０．１％超〜１％未満、１％超〜５％未満、５％超〜１０％未満、１０％超〜１５％未満又は１５％超〜２０％未満である、［１］〜［３］のいずれかに記載のマルチフィラメント。
［５］
上記マルチフィラメントの伸度の変動係数が１５％以下である、［１］〜［４］のいずれかに記載のマルチフィラメント。
［６］
上記マルチフィラメントの伸度の変動係数が１０％以下である、［１］〜［４］のいずれかに記載のマルチフィラメント。
［７］
上記マルチフィラメントの繊度の変動係数が２０％以下である、［１］〜［６］のいずれかに記載のマルチフィラメント。
［８］
上記マルチフィラメントの強度の変動係数が１０％以下であり、上記マルチフィラメントの弾性率の変動係数が１０％以下である、［１］〜［７］のいずれかに記載のマルチフィラメント。
［９］
上記改変フィブロインの平均疎水性指標が−０．８超である、［１］〜［８］のいずれかに記載のマルチフィラメント。
［１０］
上記改変フィブロインが、改変クモ糸フィブロインである、［１］〜［９］のいずれかに記載のマルチフィラメント。
［１１］
紡糸後に不可逆的に収縮された収縮履歴を有する、［１］〜［１０］のいずれかに記載のマルチフィラメント。
［１２］
上記収縮履歴が、上記マルチフィラメントを水と接触させることで不可逆的に収縮された収縮履歴又は上記マルチフィラメントを加熱弛緩させることで不可逆的に収縮された収縮履歴である、［１１］に記載のマルチフィラメント。
［１３］
紡糸後に不可逆的に収縮された収縮履歴を有するマルチフィラメントが、下記式で定義される収縮率が５％以下である、［１１］又は［１２］に記載のマルチフィラメント。
収縮率［％］=（１−（湿潤状態から乾燥した際のマルチフィラメントの長さ/湿潤状態にした際のマルチフィラメントの長さ））×１００
［１４］
上記マルチフィラメントの繊度の変動係数が０.０１％〜６．５％である、［１］〜［１３］のいずれかに記載のマルチフィラメント。
［１５］
上記マルチフィラメントの強度の変動係数が、０.０１％〜３．８％である、［１］〜［１４］のいずれかに記載のマルチフィラメント。
［１６］
組み換え構造タンパク質を含み、１００本以上の構成単糸を有し、伸度の変動係数が３３％未満である、マルチフィラメント。
［１７］
上記組み換え構造タンパク質が、下記（１）又は（２）を満たす、［１６］に記載のマルチフィラメント。
（１）アミノ酸残基数１５０以上であり、アラニン残基含有量が１２〜４０％であり、かつグリシン残基含有量が１１〜５５％である
（２）セリン、スレオニン及びチロシンからなる群より選択される少なくとも１種のアミノ酸残基含有量、アラニン残基含有量及びグリシン残基含有量の合計が５６％以上である
［１８］
上記組み換え構造タンパク質が、上記（１）及び（２）の両方を満たす、［１６］又は［１７］に記載のマルチフィラメント。
［１９］
上記組み換え構造タンパク質は、複数の反復配列単位を有しており、
上記反復配列単位のアミノ酸残基数が６〜２００である、［１６］〜［１８］のいずれかに記載のマルチフィラメント。
［２０］
上記組み換え構造タンパク質が、フィブロイン、コラ−ゲン、レシリン、エラスチン及びケラチン、並びにこれら由来のタンパク質からなる群から選択される少なくとも１種である、［１６］〜［１９］のいずれかに記載のマルチフィラメント。
［２１］
上記組み換え構造タンパク質は、（Ａ）ｎモチーフを含む、［１６］〜［２０］のいずれかに記載のマルチフィラメント。
［２２］
１００以上の孔数を有する紡糸ノズルから、組み換え構造タンパク質及び溶媒を含む紡糸原液を吐出して凝固液に接触させ、上記組み換え構造タンパク質を凝固させる工程を含む、マルチフィラメントの製造方法。
［２３］
上記組み換え構造タンパク質が、下記（１）又は（２）を満たす、［２２］に記載のマルチフィラメントの製造方法。
（１）アミノ酸残基数１５０以上であり、アラニン残基含有量が１２〜４０％であり、かつグリシン残基含有量が１１〜５５％である
（２）セリン、スレオニン及びチロシンからなる群より選択される少なくとも１種のアミノ酸残基含有量、アラニン残基含有量及びグリシン残基含有量の合計が５６％以上である
［２４］
上記組み換え構造タンパク質が、上記（１）及び（２）の両方を満たす、［２２］又は［２３］に記載のマルチフィラメントの製造方法。
［２５］
上記組み換え構造タンパク質は、複数の反復配列単位を有しており、
上記反復配列単位のアミノ酸残基数が６〜２００である、［２２］〜［２４］のいずれかに記載のマルチフィラメントの製造方法。
［２６］
上記組み換え構造タンパク質が、フィブロイン、コラ−ゲン、レシリン、エラスチン及びケラチン、並びにこれら由来のタンパク質からなる群から選択される少なくとも１種である、［２２］〜［２５］のいずれかに記載の製造方法。
［２７］
上記組み換え構造タンパク質は、（Ａ）ｎモチーフを含む、［２２］〜［２６］のいずれかに記載のマルチフィラメント。
［２８］
１００以上の孔数を有する紡糸ノズルから、改変フィブロイン及び溶媒を含む紡糸原液を吐出して凝固液に接触させ、上記改変フィブロインを凝固させる工程を含む、マルチフィラメントの製造方法。
［２９］
上記紡糸ノズルの孔数が１００以上〜９０００以下である、［２８］に記載の製造方法。
［３０］
上記改変フィブロインの平均疎水性指標が−０．８超である、［２８］又は［２９］のいずれかに記載の製造方法。
［３１］
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、［２８］〜［３０］のいずれかに記載の製造方法。
［３２］
上記溶媒が、ギ酸、ＤＭＳＯ、及びＨＦＩＰからなる群の少なくとも１種の有機溶媒である、［２８］〜［３１］のいずれかに記載の製造方法。
［３３］
上記凝固液が、炭素数１〜５の低級アルコール、ケトン、水及びＰＨ０．２５以上ＰＨ１０．００以下の水溶液からなる群の少なくとも１種の成分を含む、［２８］〜［３２］のいずれかに記載の製造方法。
［３４］
上記成分の含有量が、凝固液全量を１００質量％として７０質量％以上である、［３３］に記載の製造方法。
［３５］
上記凝固液が、メタノール、アセトン、水、塩化ナトリウム水溶液、硫酸ナトリウム水溶液及びギ酸水溶液からなる群の少なくとも１種を含む、［２８］〜［３４］のいずれかに記載の製造方法。
［３６］
上記凝固液が、メタノール、硫酸ナトリウム水溶液及びギ酸水溶液からなる群の少なくとも１種を含む、［２８］〜［３５］のいずれかに記載の製造方法。
［３７］
上記凝固液が有機溶媒を含有し、上記有機溶媒の含有量が、上記凝固液の全量を１００質量％として、３０質量％以下である、［２８］〜［３６］のいずれかに記載の方法。
本発明によれば、世の中に存在しない多数の単糸で構成される、組み換えタンパク質マルチフィラメント及びその製造方法を提供することができる。本発明に係る組み換えタンパク質マルチフィラメントは、より小さい伸度、弾性率、強度及び／又は繊度の変動係数を有し、特に従来のもの（例えば、特許文献１）に比べてより小さい伸度の変動係数を有する。すなわち、本発明の組み換えタンパク質マルチフィラメントは物性の相対的なばらつきが小さく、品質安定性に極めて優れている。
改変フィブロインのドメイン配列の一例を示す模式図である。 天然由来のフィブロインのｚ／ｗ（％）の値の分布を示す図である。 天然由来のフィブロインのｘ／ｙ（％）の値の分布を示す図である。 改変フィブロインのドメイン配列の一例を示す模式図である。 改変フィブロインのドメイン配列の一例を示す模式図である。 改変フィブロインマルチフィラメントを製造するための紡糸装置の一例を概略的に示す説明図である。 改変フィブロインマルチフィラメントを製造するための紡糸装置の一例を概略的に示す説明図である。 水との接触によるフィラメントの長さ変化の例を示す図である。 改変フィブロインマルチフィラメントを製造するための製造装置の一例を概略的に示す説明図である。 改変フィブロインマルチフィラメントを製造するための製造装置の一例を概略的に示す説明図である。 改変フィブロインマルチフィラメントを製造するための製造装置の一例を概略的に示す説明図である。 図１１中の高温加熱炉に設けられ得る、速度調節手段及び温度調節手段を示す説明図である。 孔数１，０００の紡糸ノズルを用いて製造した改変フィブロインマルチフィラメント（マルチフィラメントの構成単糸数：１，０００本）の断面を示す写真である。 孔数３，０００の紡糸ノズルを用いて製造した改変フィブロインマルチフィラメント（マルチフィラメントの構成単糸数：３，０００本）の断面を示す写真である。 吸湿発熱性試験の結果の一例を示すグラフである。
（組み換え構造タンパク質）
構造タンパク質とは、生体構造を形成するタンパク質又はそれに由来するタンパク質を示す。組み換え構造タンパク質とは、遺伝子組み換え技術により製造した構造タンパク質である。組み換え構造タンパク質は、天然由来の構造タンパク質のアミノ酸配列を有してもよく、天然由来の構造タンパク質のアミノ酸配列に依拠してそのアミノ酸配列の一部を改変した改変構造タンパク質であってもよい。
本実施形態に係る組み換え構造タンパク質は、下記（１）又は（２）のいずれかを満たすものであってよい。
（１）アミノ酸残基数１５０以上であり、アラニン残基含有量が１２〜４０％であり、かつグリシン残基含有量が１１〜５５％である
（２）セリン、スレオニン及びチロシンからなる群より選択される少なくとも１種のアミノ酸残基含有量、アラニン残基含有量及びグリシン残基含有量の合計が５６％以上である
なお、本明細書において、「アラニン残基含有量」とは、下記式で表される値である。
アラニン残基含有量＝（組み換え構造タンパク質に含まれるアラニン残基の数／ポリペプチドの全アミノ酸残基の数）×１００（％）
また、グリシン残基含有量、セリン残基含有量、スレオニン残基含有量及びチロシン残基含有量は、上記式において、アラニン残基をそれぞれグリシン残基、セリン残基、スレオニン残基及びチロシン残基と読み替えたものと同義である。
（１）を満たす組み換え構造タンパク質は、アミノ酸残基数が１５０以上であればよい。当該アミノ酸残基数は、例えば、２００以上又は２５０以上であってよく、好ましくは３００以上、３５０以上、４００以上、４５０以上又は５００以上である。
（１）を満たす組み換え構造タンパク質は、アラニン残基含有量が１２〜４０％であればよい。当該アラニン残基含有量は、例えば、１５〜４０％であってよく、１８〜４０％であってよく、２０〜４０％であってよく、２２〜４０％であってよい。
（１）を満たす組み換え構造タンパク質は、グリシン残基含有量が１１〜５５％であればよい。当該グリシン残基含有量は、例えば、１１％〜５５％であってよく、１３％〜５５％であってよく、１５％〜５５％であってよく、１８％〜５５％であってよく、２０％〜５５％であってよく、２２％〜５５％であってよく、２５％〜５５％であってよい。
（２）を満たす組み換え構造タンパク質は、セリン、スレオニン及びチロシンからなる群より選択される少なくとも１種のアミノ酸残基含有量（すなわち、セリン残基含有量、スレオニン残基含有量、チロシン残基含有量、セリン残基含有量及びスレオニン残基含有量の合計、セリン残基含有量及びチロシン残基含有量の合計、スレオニン残基含有量及びチロシン残基含有量の合計、セリン残基含有量、スレオニン残基含有量及びチロシン残基含有量の合計のいずれか）と、アラニン残基含有量と、グリシン残基含有量とを合計した含有量（合計含有量）が５６％以上であればよい。当該合計含有量は、例えば、５７％以上であってよく、５８％以上であってよく、５９％以上であってよく、６０％以上であってよい。当該合計含有量の上限は特に制限はないが、例えば、９０％以下であってよく、８５％以下であってよく、８０％以下であってよい。
一実施形態において、（２）を満たす組み換え構造タンパク質は、セリン残基含有量、スレオニン残基含有量及びチロシン残基含有量の合計が、４％以上であってよく、４．５％以上であってよく、５％以上であってよく、５．５％以上であってよく、６％以上であってよく、６．５％以上であってよく、７％以上であってよい。セリン残基含有量、スレオニン残基含有量及びチロシン残基含有量の合計は、例えば、３５％以下であってよく、３３％以下であってよく、３０％以下であってよく、２５％以下であってよく、２０％以下であってよい。
本実施形態に係る組み換え構造タンパク質は、上記（１）及び（２）の両方を満たすものであることが好ましい。これにより、本発明による効果がより顕著に発揮される。
本実施形態に係る組み換え構造タンパク質は、セリン残基、スレオニン残基又はチロシン残基の分布が平均的であり、任意の連続した２０アミノ酸残基の中、セリン残基、スレオニン残基及びチロシン残基の合計含有量が、５％以上、１０％以上、又は１５％以上であってよく、５０％以下、４０％以下、３０％以下、又は２０％以下であってよい。
一実施形態に係る組み換え構造タンパク質は、反復配列を有するものであってよい。すなわち、本実施形態に係る組み換え構造タンパク質は、組み換え構造タンパク質内に配列同一性が高いアミノ酸配列（反復配列単位）が複数存在するものであってよい。反復配列単位のアミノ酸配列に特に制限はなく、組み換え構造タンパク質全体として上述した（１）又は（２）を満たすものであればよい。反復配列単位のアミノ酸残基数は６〜２００であることが好ましい。また、反復配列単位間の配列同一性は、例えば、８５％以上であってよく、９０％以上であってよく、９５％以上であってよく、９６％以上であってよく、９７％以上であってよく、９８％以上であってよく、９９％以上であってよい。
一実施形態に係る組み換え構造タンパク質は、（Ａ）ｎモチーフを含むものであってよい。本明細書において、（Ａ）ｎモチーフとは、アラニン残基を主とするアミノ酸配列を意味する。（Ａ）ｎモチーフのアミノ酸残基数は２〜２７であってよく、２〜２０、２〜１６、又は２〜１２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。
一実施形態において、（Ａ）ｎモチーフは反復配列単位に含まれていてもよい。（Ａ）ｎモチーフは、アラニン残基を主として含むため、αヘリックス構造又はβシート構造を取りやすい。（Ａ）ｎモチーフが反復配列単位に含まれることにより、本実施形態に係る組み換え構造タンパク質が、反復してこれら二次構造を有することになるため、当該組み換え構造タンパク質を繊維の形態とすると、これらの二次構造により高い強度を発揮することが期待される。
組み換え構造タンパク質としては、例えば、工業規模での製造が好ましい任意の構造タンパク質を挙げることができ、具体的には、工業用に利用できる構造タンパク質、医療用に利用できる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構造タンパク質の具体例としては、難溶性タンパク質である、フィブロイン、コラ−ゲン、レシリン、エラスチン及びケラチン、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が、水溶性タンパク質であってもよい。フィブロインは、例えば、絹フィブロイン（シルクフィブロイン）、クモ糸フィブロイン（クモ糸タンパク質）、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。
本実施形態に係るフィブロインは、天然由来のフィブロインと改変フィブロインとを含む。本明細書において「天然由来のフィブロイン」とは、天然由来のフィブロインと同一のアミノ酸配列を有するフィブロインを意味し、「改変フィブロイン」とは、天然由来のフィブロインとは異なるアミノ酸配列を有するフィブロインを意味する。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。
本実施形態に係るフィブロインは、クモ糸フィブロイン（クモ糸タンパク質）であることが好ましい。クモ糸フィブロインには、天然クモ糸フィブロイン、及び天然クモ糸フィブロインに由来する改変クモ糸フィブロインが含まれる。天然クモ糸フィブロインとしては、例えば、クモ類が産生するスパイダーシルクタンパク質が挙げられる。
本実施形態に係るフィブロインは、例えば、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ってもよい。本実施形態に係るフィブロインは、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。
〔改変フィブロイン〕
原料となる改変フィブロインは、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フィブロインであってもよく、合成により製造されたフィブロインであってもよい。ただし、改変フィブロインから天然由来のフィブロインは除かれる。なお、本実施形態において、改変フィブロインが改変クモ糸フィブロインであると、保温性、吸湿発熱性及び／又は難燃性がより優れるものとなる。
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。
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。
「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。
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く、１０〜４０、１０〜６０、１０〜８０、１０〜１００、１０〜１２０、１０〜１４０、１０〜１６０、又は１０〜１８０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、８〜３００、１０〜３００１０〜３００、２０〜３００、４０〜３００、６０〜３００、８０〜３００、１０〜２００、２０〜２００、２０〜１８０、２０〜１６０、２０〜１４０又は２０〜１２０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。
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。
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。
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。
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。
クモ類が産生するフィブロインとしては、例えば、オニグモ、ニワオニグモ、アカオニグモ、アオオニグモ及びマメオニグモ等のオニグモ属（Ａｒａｎｅｕｓ属）に属するクモ、ヤマシロオニグモ、イエオニグモ、ドヨウオニグモ及びサツマノミダマシ等のヒメオニグモ属（Ｎｅｏｓｃｏｎａ属）に属するクモ、コオニグモモドキ等のコオニグモモドキ属（Ｐｒｏｎｕｓ属）に属するクモ、トリノフンダマシ及びオオトリノフンダマシ等のトリノフンダマシ属（Ｃｙｒｔａｒａｃｈｎｅ属）に属するクモ、トゲグモ及びチブサトゲグモ等のトゲグモ属（Ｇａｓｔｅｒａｃａｎｔｈａ属）に属するクモ、マメイタイセキグモ及びムツトゲイセキグモ等のイセキグモ属（Ｏｒｄｇａｒｉｕｓ属）に属するクモ、コガネグモ、コガタコガネグモ及びナガコガネグモ等のコガネグモ属（Ａｒｇｉｏｐｅ属）に属するクモ、キジロオヒキグモ等のオヒキグモ属（Ａｒａｃｈｎｕｒａ属）に属するクモ、ハツリグモ等のハツリグモ属（Ａｃｕｓｉｌａｓ属）に属するクモ、スズミグモ、キヌアミグモ及びハラビロスズミグモ等のスズミグモ属（Ｃｙｔｏｐｈｏｒａ属）に属するクモ、ゲホウグモ等のゲホウグモ属（Ｐｏｌｔｙｓ属）に属するクモ、ゴミグモ、ヨツデゴミグモ、マルゴミグモ及びカラスゴミグモ等のゴミグモ属（Ｃｙｃｌｏｓａ属）に属するクモ、及びヤマトカナエグモ等のカナエグモ属（Ｃｈｏｒｉｚｏｐｅｓ属）に属するクモが産生するスパイダーシルクタンパク質、並びにアシナガグモ、ヤサガタアシナガグモ、ハラビロアシダカグモ及びウロコアシナガグモ等のアシナガグモ属（Ｔｅｔｒａｇｎａｔｈａ属）に属するクモ、オオシロカネグモ、チュウガタシロカネグモ及びコシロカネグモ等のシロカネグモ属（Ｌｅｕｃａｕｇｅ属）に属するクモ、ジョロウグモ及びオオジョロウグモ等のジョロウグモ属（Ｎｅｐｈｉｌａ属）に属するクモ、キンヨウグモ等のアズミグモ属（Ｍｅｎｏｓｉｒａ属）に属するクモ、ヒメアシナガグモ等のヒメアシナガグモ属（Ｄｙｓｃｈｉｒｉｏｇｎａｔｈａ属）に属するクモ、クロゴケグモ、セアカゴケグモ、ハイイロゴケグモ及びジュウサンボシゴケグモ等のゴケグモ属（Ｌａｔｒｏｄｅｃｔｕｓ属）に属するクモ、及びユープロステノプス属（Ｅｕｐｒｏｓｔｈｅｎｏｐｓ属）に属するクモ等のアシナガグモ科（Ｔｅｔｒａｇｎａｔｈｉｄａｅ科）に属するクモが産生するスパイダーシルクタンパク質が挙げられる。スパイダーシルクタンパク質としては、例えば、ＭａＳｐ（ＭａＳｐ１及びＭａＳｐ２）、ＡＤＦ（ＡＤＦ３及びＡＤＦ４）等の牽引糸タンパク質、ＭｉＳｐ（ＭｉＳｐ１及びＭｉＳｐ２）等が挙げられる。
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。
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。
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、改変クモ糸フィブロインが好ましい。
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クモ糸フィブロイン（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クモ糸フィブロイン（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クモ糸フィブロイン（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クモ糸フィブロイン（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クモ糸フィブロイン（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クモ糸フィブロイン（第６の改変フィブロイン）が挙げられる。これらの改変フィブロインは、難燃性、吸湿発熱性、保温性に優れており、防火服（例えば、消防服、レスキュー用）、防火手袋（例えば、実験用、工業用、調理用）、手袋、マフラー、セーター、アウター及びジャケット等の防寒着（防寒衣料）、防寒衣料の中綿、インナーウェア、スポーツウェア、シャツ、寝具、並びに寝具の中綿等に使用するのにも適している。
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ｎは、３〜２０の整数が好ましく、４〜２０の整数がより好ましく、８〜２０の整数が更に好ましく、１０〜２０の整数が更により好ましく、４〜１６の整数が更によりまた好ましく、８〜１６の整数が特に好ましく、１０〜１６の整数が最も好ましい。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。
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。
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。
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。
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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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１に示したドメイン配列の場合、ｗは４＋５０＋４＋１００＋４＋１０＋４＋２０＋４＋３０＝２３０である（最もＣ末端側に位置する（Ａ）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。
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２に示す。図２の横軸はｚ／ｗ（％）を示し、縦軸は頻度を示す。図２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％）。
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。
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。
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。
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。
（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。
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。
（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。
（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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
（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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
ｘ／ｙの算出方法を図１を参照しながら更に詳細に説明する。図１には、改変フィブロインからＮ末端配列及びＣ末端配列を除いたドメイン配列を示す。当該ドメイン配列は、Ｎ末端側（左側）から（Ａ）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。
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１には、パターン１（第１のＲＥＰと第２のＲＥＰの比較、及び第３のＲＥＰと第４のＲＥＰの比較）、パターン２（第１のＲＥＰと第２のＲＥＰの比較、及び第４のＲＥＰと第５のＲＥＰの比較）、パターン３（第２のＲＥＰと第３のＲＥＰの比較、及び第４のＲＥＰと第５のＲＥＰの比較）、パターン４（第１のＲＥＰと第２のＲＥＰの比較）を示した。なお、これ以外にも選択方法は存在する。
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。
図１中、よりアミノ酸残基数の少ない方を１としたときに、他方のアミノ酸残基数の比が１．８〜１１．３となる［（Ａ）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。
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１に示した例では、パターン１の合計値が最大である。
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。
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。
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。
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３に示す。図３の横軸はｘ／ｙ（％）を示し、縦軸は頻度を示す。図３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％）。
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。
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。
（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。
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。
（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。
（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。
（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。
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。
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。
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。
（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。
（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）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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Figure 2020162626
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。
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４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４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４の場合２８／１７０＝１６．４７％となる。
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。
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。
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。
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。
（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。
（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。
（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。
（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。
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。
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。
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。
（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。
（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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
図５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５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５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５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５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５の改変フィブロインの場合２１／１５０＝１４．０％となる。
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。
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５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。
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。
「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。
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。
第６の改変フィブロインは、ＲＥＰの疎水性度が、−０．８超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。
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５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。
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。
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。
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。
（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。
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。
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。
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。
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）。
Figure 2020162626
（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。
（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。
（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。
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。
タグ配列を含む第６の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。
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）。
Figure 2020162626
（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。
（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。
（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。
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。
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。
改変フィブロインは、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。疎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−０．８超である改変フィブロインである。平均ＨＩが−０．６以上である改変フィブロインであることがより好ましく、平均ＨＩが−０．４以上である改変フィブロインであることがより好ましく、平均ＨＩが−０．２以上である改変フィブロインであることがさらに好ましく、平均ＨＩが０以上である改変フィブロインであることが特に好ましい。疎水性指標は表１に示したとおりである。また、親水性クモ糸タンパク質とは、上記の平均ＨＩが−０．８以下である改変フィブロインである。本実施形態に係る改変フィブロインの平均疎水性指標は−０．８超であることが好ましく、−０．７以上であることが好ましく、−０．６以上であることが好ましく、−０．５以上であることがより好ましく、−０．４以上であることが好ましく、−０．３以上であることが好ましく、−０．２以上であることが好ましく、−０．１以上であることが好ましく、０以上であることがより好ましく、０．１以上であることがより好ましく、０．２以上であることがより好ましく、０．３以上であることがさらに好ましく、０．４以上であることが特に好ましい。
疎水性改変フィブロインとしては、例えば、上述した第６の改変フィブロインを挙げることができる。疎水性改変フィブロインのより具体的な例としては、配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１、配列番号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。
親水性改変フィブロインとしては、例えば、上述した第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、及び第５の改変フィブロインを挙げることができる。親水性改変フィブロインのより具体的な例としては、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１２、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１２、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。
本実施形態に係る改変フィブロインは、１種のみの改変フィブロインを含有するものであってもよく、２種以上の改変フィブロインを組み合わせて含有するものであってもよい。また、改変フィブロインと改変フィブロイン以外の構造タンパク質を組み合わせて含有するものであってもよい。
構造タンパク質は、上記天然型構造タンパク質に由来するポリペプチド、すなわち組換えポリペプチドであってもよい。
コラーゲン由来の構造タンパク質として、例えば、式３：［ＲＥＰ２］ｐで表されるドメイン配列を含むタンパク質（ここで、式３中、ｐは５〜３００の整数を示す。ＲＥＰ２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ＲＥＰ２は、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。）を挙げることができる。具体的には、配列番号４５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４５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１１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。
レシリン由来の構造タンパク質として、例えば、式４：［ＲＥＰ３］ｑ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、ｑは４〜３００の整数を示す。ＲＥＰ３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は任意アミノ酸残基を示し、特にＡｓｐ、Ｓｅｒ及びＴｈｒからなる群から選ばれるアミノ酸残基であることが好ましい。Ｕは任意のアミノ酸残基を示し、特にＰｒｏ、Ａｌａ、Ｔｈｒ及びＳｅｒからなる群から選ばれるアミノ酸残基であることが好ましい。複数存在するＲＥＰ３は、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。）を挙げることができる。具体的には、配列番号４６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４６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４９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。
エラスチン由来の構造タンパク質として、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４７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４７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１１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。
ケラチン由来の構造タンパク質として、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４８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。
〔組み換え構造タンパク質の製造方法〕
上記いずれの実施形態に係る組み換え構造タンパク質も、例えば、当該組み換え構造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。以下、改変フィブロインを例に説明する。
改変フィブロインをコードする核酸の製造方法は、特に制限されない。例えば、天然のフィブロインをコードする遺伝子を利用して、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）などで増幅しクローニングし、遺伝子工学的手法により改変する方法、又は、化学的に合成する方法によって、当該核酸を製造することができる。核酸の化学的な合成方法も特に制限されず、例えば、ＮＣＢＩのウェブデータベースなどより入手したフィブロインのアミノ酸配列情報をもとに、ＡＫＴＡ ｏｌｉｇｏｐｉｌｏｔ ｐｌｕｓ １０／１００（ＧＥヘルスケア・ジャパン株式会社）などで自動合成したオリゴヌクレオチドをＰＣＲなどで連結する方法によって遺伝子を化学的に合成することができる。この際に、改変フィブロインの精製及び／又は確認を容易にするため、上記のアミノ酸配列のＮ末端に開始コドン及びＨｉｓ１０タグからなるアミノ酸配列を付加したアミノ酸配列からなる改変フィブロインをコードする核酸を合成してもよい。
調節配列は、宿主における改変フィブロインの発現を制御する配列（例えば、プロモーター、エンハンサー、リボソーム結合配列、転写終結配列等）であり、宿主の種類に応じて適宜選択することができる。プロモーターとして、宿主細胞中で機能し、改変フィブロインを発現誘導可能な誘導性プロモーターを用いてもよい。誘導性プロモーターは、誘導物質（発現誘導剤）の存在、リプレッサー分子の非存在、又は温度、浸透圧若しくはｐＨ値の上昇若しくは低下等の物理的要因により、転写を制御できるプロモーターである。
発現ベクターの種類は、プラスミドベクター、ウイルスベクター、コスミドベクター、フォスミドベクター、人工染色体ベクター等、宿主の種類に応じて適宜選択することができる。発現ベクターとしては、宿主細胞において自立複製が可能、又は宿主の染色体中への組込みが可能で、改変フィブロインをコードする核酸を転写できる位置にプロモーターを含有しているものが好適に用いられる。
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。
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。
原核生物を宿主とする場合、改変フィブロインをコードする核酸を導入するベクターとしては、例えば、ｐＢＴｒｐ２（ベーリンガーマンハイム社製）、ｐＧＥＸ（Ｐｈａｒｍａｃｉａ社製）、ｐＵＣ１８、ｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔＩＩ、ｐＳｕｐｅｘ、ｐＥＴ２２ｂ、ｐＣｏｌｄ、ｐＵＢ１１０、ｐＮＣＯ２（特開２００２−２３８５６９号公報）等を挙げることができる。
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。
真核生物を宿主とする場合、改変フィブロインをコードする核酸を導入するベクターとしては、例えば、ＹＥＰ１３（ＡＴＣＣ３７１１５）、ＹＥｐ２４（ＡＴＣＣ３７０５１）等を挙げることができる。上記宿主細胞への発現ベクターの導入方法としては、上記宿主細胞へＤＮＡを導入する方法であればいずれも用いることができる。例えば、カルシウムイオンを用いる方法〔Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ＵＳＡ，６９，２１１０（１９７２）〕、エレクトロポレーション法、スフェロプラスト法、プロトプラスト法、酢酸リチウム法、コンピテント法等を挙げることができる。
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。
改変フィブロインは、例えば、発現ベクターで形質転換された宿主を培養培地中で培養し、培養培地中に当該改変フィブロインを生成及び蓄積させ、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。
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及び合成培地のいずれを用いてもよい。
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。
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。
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。
発現させた改変フィブロインの単離及び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、当該改変フィブロインが、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。
また、改変フィブロインが細胞内に不溶体を形成して発現した場合は、同様に宿主細胞を回収後、破砕し、遠心分離を行うことにより、沈殿画分として改変フィブロインの不溶体を回収する。回収した改変フィブロインの不溶体はタンパク質変性剤で可溶化することができる。該操作の後、上記と同様の単離精製法により改変フィブロインの精製標品を得ることができる。当該改変フィブロインが細胞外に分泌された場合には、培養上清から当該改変フィブロイン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。
〔紡糸原液〕
本実施形態に係る紡糸原液（ドープ液）は、組み換え構造タンパク質（例：改変フィブロイン）と溶媒とを含む。以下、組み換え構造タンパク質の一例として、改変フィブロインを含む紡糸原液について説明する。
本実施形態に係る紡糸原液の溶媒は、改変フィブロインを溶解し得るものであればいずれも使用することができ、例えば、有機溶媒が挙げられる。有機溶媒としては、例えば、ヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）、ヘキサフルオロアセトン（ＨＦＡ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）、１，３−ジメチル−２−イミダゾリドン（ＤＭＩ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、アセトニトリル、Ｎ−メチルモルホリンＮ−オキシド（ＮＭＯ）及びギ酸等が挙げられる。改変フィブロインの溶解性がより良好であるとの観点からは、ＨＦＩＰ、ＤＭＳＯ及びギ酸がより好ましく、ＤＭＳＯ及びギ酸がさらに好ましい。これらの有機溶媒は、水を含んでいてもよい。これらの溶媒は、１種単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
本実施形態に係る紡糸原液における改変フィブロインの濃度は、紡糸原液全量を１００重量％としたとき、１０〜５０重量％であることが好ましく、１０〜４０重量％であることがより好ましく、１５〜４０重量％であることがより好ましく、１５〜３５重量％であることがより好ましく、２０〜３５重量％であることがより好ましく、２５〜３５重量％であることがより好ましく、２７〜３３重量％であることがさらに好ましく、２８〜３２重量％であることが特に好ましい。改変フィブロインの濃度が１０重量％以上であると、より生産性が向上する。改変フィブロインの濃度が５０重量％以下であると、紡糸口金から紡糸原液をより一層安定的に吐出させることができ、生産性が向上する。
本実施形態に係る紡糸原液には、必要に応じて無機塩を添加してもよい。無機塩は、改変フィブロインの溶解促進剤として機能し得る。無機塩としては、例えば、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類金属ハロゲン化物、及びアルカリ土類金属硝酸塩等が挙げられる。無機塩の具体例としては、炭酸リチウム、塩化リチウム、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、臭化リチウム、臭化バリウム、臭化カルシウム、塩素酸バリウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸バリウム、過塩素酸カルシウム、過塩素酸マグネシウムが挙げられる。これらのうちの少なくとも１種類の無機塩を溶媒に添加してもよい。
本実施形態に係る紡糸原液の調製法は、特に限定されるものではなく、改変フィブロインと溶媒とをそれぞれ任意の順序で混合してよい。紡糸原液は、溶解を促進するために、ある程度の時間撹拌又は振とうしてもよい。その際、紡糸原液は必要により、使用する改変フィブロイン及び溶媒に応じて溶解可能な温度に加熱してもよい。紡糸原液は、例えば、３０℃以上、４０℃以上、５０℃以上、６０℃以上、７０℃以上、８０℃以上、又は、９０℃以上に加熱してもよい。改変フィブロインの分解をより防ぐという観点からは、４０℃であることが好ましい。加熱温度の上限は、例えば、溶媒の沸点以下である。
本実施形態に係る紡糸原液の粘度は、繊維の用途や紡糸方法に応じて等に応じて適宜設定してよい。例えば、２０℃において、６０，０００〜１３０，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、６５，０００〜１２５，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよい。また、例えば、３５℃において、５００〜３５，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、１，０００〜３５，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、３，０００〜３０，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、５００〜２０，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、５００〜１５，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、１，０００〜１５，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、１，０００〜１２，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、１，５００〜１２，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、１，５００〜１０，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、１，５００〜８，０００ｍＰａ・ｓｅｃ等であってよい。また、例えば、４０℃において、５００〜３５，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、１，０００〜３５，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、５，０００〜３５，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、１０，０００〜３０，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、５，０００〜２０，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、８，０００〜２０，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、９，０００〜１８，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、９，０００〜１６，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、１０，０００〜１５，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、１２，０００〜３０，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、１２，０００〜２８，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、１２，０００〜１８，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、１２，０００〜１６，０００ｍＰａ・ｓｅｃ等であってよい。紡糸原液の粘度は、例えば京都電子工業社製の商品名“ＥＭＳ粘度計”を使用して測定することができる。
〔凝固液〕
本実施形態に係る凝固液としては、脱溶媒できる溶媒であればよく、例えば、メタノール、エタノール及び２−プロパノール等の炭素数１〜５の低級アルコール、アセトン等のケトン、水又はＰＨ０．２５以上ＰＨ１０．００以下の水溶液等を挙げることができる。上記溶媒を適宜組み合わせて混合溶媒として使用してもよい。
一実施形態に係る凝固液は、水又はＰＨ０．２５以上ＰＨ１０．００以下の水溶液を主として含有する。これにより、製造コスト、及び環境負荷が低減されたタンパク質繊維の製造方法の提供が可能となる。水溶液は、塩水溶液、酸水溶液、又は塩水溶液と酸水溶液の混合溶液であってよく、塩水溶液又は塩水溶液と酸水溶液の混合溶液であってよく、塩水溶液であってよい。ここで、塩水溶液と酸水溶液の混合溶液は、塩水溶液と酸水溶液を混合した溶液に限定されず、塩水溶液に酸を混合した溶液、酸水溶液に塩を混合した溶液、及び水に塩と酸を溶解した溶液も含む。
（酸水溶液）
酸水溶液としては、カルボン酸等の水溶液が挙げられ、カルボン酸の具体例としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、クエン酸、及びシュウ酸等が挙げられる。これらの溶媒は、１種単独で使用してもよく、２種以上を混合して水溶液として使用してもよい。例えば、酸水溶液は、クエン酸水溶液又はギ酸水溶液であってよい。
（塩水溶液）
塩水溶液としては、有機塩、又は無機塩の塩水溶液、並びに有機塩及び無機塩の混合水溶液等が挙げられる。
有機塩としては、例えば、カルボン酸塩等が挙げられ、カルボン酸塩の具体例としては、ギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、クエン酸塩、及びシュウ酸塩等が挙げられる。例えば、有機塩は、ギ酸塩、酢酸塩及びクエン酸塩であってよい。
ギ酸塩の具体例としては、例えば、ギ酸アンモニウム、ギ酸カリウム、ギ酸ナトリウム、ギ酸リチウム、ギ酸マグネシウム、及びギ酸カルシウム等が挙げられる。
酢酸塩の具体例としては、例えば、酢酸アンモニウム、酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、酢酸リチウム、酢酸マグネシウム、及び酢酸カルシウム等が挙げられる。
プロピオン酸塩の具体例としては、例えば、プロピオン酸アンモニウム、プロピオン酸カリウム、プロピオン酸ナトリウム、プロピオン酸リチウム、プロピオン酸マグネシウム、及びプロピオン酸カルシウム等が挙げられる。
クエン酸塩の具体例としては、クエン酸アンモニウム、クエン酸カリウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸リチウム、クエン酸マグネシウム、及びクエン酸カルシウム等が挙げられる。例えば、クエン酸塩は、クエン酸アンモニウム、クエン酸カリウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸マグネシウム、及びクエン酸カルシウムからなる群から選択される少なくとも１種を含むものであってよく、クエン酸アンモニウム、クエン酸カリウム及びクエン酸ナトリウムからなる群から選択される少なくとも１種を含むものであってよく、クエン酸カリウム及びクエン酸ナトリウムからなる群から選択される少なくとも１種を含むものであってよく、クエン酸ナトリウムであってよい。
シュウ酸塩の具体例としては、シュウ酸アンモニウム、シュウ酸カリウム、シュウ酸ナトリウム、シュウ酸リチウム、シュウ酸マグネシウム、及びシュウ酸カルシウム等が挙げられる。カルボン酸塩としては、カルボン酸ナトリウムがより好ましく、カルボン酸ナトリウムの具体例としては、ギ酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、プロピオン酸ナトリウム、及びシュウ酸ナトリウム等が挙げられる。
無機塩の具体例としては、正塩、酸性塩、及び塩基性塩が挙げられる。
正塩の具体例としては、硫酸塩、塩化物、硝酸塩、ヨウ化物塩、チオシアン酸塩、及び炭酸塩等が挙げられる。
硫酸塩の具体例としては、例えば、硫酸アンモニウム、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸リチウム、硫酸マグネシウム、及び硫酸カルシウム等が挙げられる。例えば、硫酸塩は、硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、及び硫酸カルシウムからなる群から選択される少なくとも１種を含むものであってよく、硫酸アンモニウム及び硫酸ナトリウムからなる群から選択される少なくとも１種を含むものであってよく、硫酸ナトリウムであってよい。
塩化物の具体例としては、例えば、塩化アンモニウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化リチウム、塩化マグネシウム、及び塩化カルシウム等が挙げられる。例えば、塩化物は、塩化アンモニウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化リチウム、塩化カルシウム、及び塩化マグネシウムからなる群から選択される少なくとも１種を含むものであってよく、塩化物は、塩化カリウム、塩化ナトリウム、及び塩化カルシウムからなる群から選択される少なくとも１種を含むものであってよく、塩化ナトリウム及び塩化カルシウムからなる群から選択される少なくとも１種を含むものであってもよく、塩化ナトリウムであってよい。
硝酸塩の具体例としては、例えば、硝酸アンモニウム、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸リチウム、硝酸マグネシウム、及び硝酸カルシウム等が挙げられる。
ヨウ化物塩の具体例としては、例えば、ヨウ化アンモニウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化リチウム、ヨウ化マグネシウム、及びヨウ化カルシウム等が挙げられる。
チオシアン酸塩の具体例としては、例えば、チオシアン酸アンモニウム、チオシアン酸カリウム、チオシアン酸ナトリウム、チオシアン酸リチウム、チオシアン酸マグネシウム、及びチオシアン酸カルシウム、チオシアン酸グアニジン等が挙げられる。
炭酸塩の具体例としては、例えば、炭酸アンモニウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸マグネシウム、及び炭酸カルシウム等が挙げられる。
酸性塩の具体例としては、硫酸水素塩、リン酸水素塩、及び炭酸水素塩等が挙げられる。
硫酸水素塩の具体例としては、例えば、硫酸水素アンモニウム、硫酸水素カリウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素リチウム、硫酸水素マグネシウム、硫酸水素カルシウム等が挙げられる。
リン酸水素塩の具体例としては、例えば、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸二水素マグネシウム、リン酸水素二マグネシウム、リン酸二水素カルシウム、及びリン酸水素二カルシウム等が挙げられる。
炭酸水素塩の具体例としては、例えば、炭酸水素アンモニウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素マグネシウム、及び炭酸水素カルシウム等が挙げられる。
塩基性塩の具体例としては、塩化水酸化カルシウム、塩化水酸化マグネシウム等が挙げられる。
上記の酸、酸水溶液、塩、及び塩水溶液は、１種単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
２種以上の塩又は塩水溶液を混合した塩混合水溶液としては、上記有機塩の混合水溶液、上記無機塩の混合水溶液、上記有機塩及び無機塩の混合水溶液等が挙げられ、製造コスト低減の観点から汽水及び海水が特に好ましい。汽水及び海水は、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、及び硫酸カルシウムを主として含むことで知られている。
凝固液は、塩水溶液を含有することが好ましく、塩水溶液であることがより好ましい。塩を含むことで脱溶媒速度をより向上させることができる。塩は、カルボン酸塩、硫酸塩、塩化物、リン酸水素塩、及び炭酸水素塩からなる群の少なくとも１種を含むことがより好ましく、カルボン酸塩、硫酸塩及び塩化物からなる群の少なくとも１種を含むことが更に好ましく、硫酸塩及び塩化物からなる群の少なくとも１種を含むことが更に好ましく、硫酸塩を含むことが特に好ましい。これらの塩を含むことで、繊維形成能をより向上させることができ、得られる繊維の伸度をより向上させ得る。
カルボン酸塩としては、カルボン酸ナトリウムがより好ましく、硫酸塩としては、硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、及び硫酸カルシウムがより好ましく、塩化物としては、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、及び塩化カルシウムがより好ましく、炭酸水素塩としては、炭酸水素ナトリウムがより好ましく、混合水溶液としては、汽水及び海水が特に好ましい。これらの塩及び混合水溶液を使用することで、繊維形成能の向上効果に加えて、製造コストをさらに低減することができる。
塩の含有量は、凝固液全量に対して、０．１質量％以上、０．３質量％以上、０．５質量％以上、０．７質量％以上、１質量％以上、１．３質量％以上、１．５質量％以上、１．７質量％以上、２質量％以上、２．３質量％以上、２．５質量％以上、２．７質量％以上、３質量％以上、４質量％以上、５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、上限値としては、３０質量％以下、２５質量％以下、２０質量％以下又は溶解度以下の含有量であってよい。塩の含有量は、凝固液全量に対して、例えば、０．１質量％以上３０質量％以下、０．３質量％以上２５質量％以下、５質量％以上２５質量％以下、１質量％以上２５質量％以下、３質量％以上２５質量％以下、８質量％以上２５質量％以下、１０質量％以上２５質量％以下、１０質量％以上２５質量％以下、１質量％以上２０質量％以下、３質量％以上２０質量％以下、５質量％以上２０質量％以下、８質量％以上２０質量％以下、１０質量％以上２０質量％以下、１０質量％以上１５質量％以下、１２質量％以上１７質量％以下、１３質量％以上１８質量％以下、１５質量％以上２０質量％以下又は１６質量％以上２０質量％以下であってよい。塩の含有量は、例えば、凝固液全量に対して、０．０５ｍｏｌ／Ｌ以上であることが好ましく、０．０５ｍｏｌ／Ｌ以上５．５ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上５．０ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上４．５ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上４．０ｍｏｌ／Ｌ以下であってよい。
塩化ナトリウムを用いる場合の塩の含有量は、例えば、凝固液全量に対して、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上５．０ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上４．５ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上４．０ｍｏｌ／Ｌ以下であってよい。
硫酸ナトリウムを用いる場合を用いる場合の塩の含有量は、例えば、凝固液全量に対して、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上３．４ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上３．０ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上２．５ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上２．０ｍｏｌ／Ｌ以下であってよい。また、例えば、凝固液全量に対して、３質量％以上２８質量％以下、３質量％以上２５質量％以下、３質量％以上２０質量％以下、５質量％以上２０質量％以下、８質量％以上２０質量％以下であってよい。
また、凝固液全量に対する硫酸ナトリウムの含有量は、１０質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、１１質量％以上１９質量％以下であることが好ましく、１１質量％以上１８質量％以下であることがより好ましく、１２質量％以上１８質量％以下であることがさらに好ましく、１２質量％以上１７質量％以下であることがさらに好ましく、１３質量％以上１６質量％以下であることが特に好ましい。凝固液全量に対する硫酸ナトリウムの含有量が１０質量％以上であると、十分な凝固速度が得られ、設備投資による費用増大を回避することができる。凝固液全量に対する硫酸ナトリウムの含有量が２０質量％以下であると、ドープ液の急速な凝固によるドープ液と凝固糸（糸条）間の界面で発生する糸切れを回避することができる。
また、上記の場合の凝固液全量に対する水の含有量は、溶媒の回収効率を向上させる観点から、５０質量％以上８０質量％以下であることが好ましく、６０質量％以上８０質量％以下であることがより好ましく、６０質量％以上７０質量％以下であることがさらに好ましい。また、硫酸ナトリウムを用いる場合の硫酸ナトリウム水溶液の濃度は、１０質量％以上２２質量％以下であることが好ましく、１０質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、１２質量％以上２０質量％以下であることがより好ましく、１４質量％以上２０質量％以下であることがさらに好ましく、１６質量％以上２０質量％以下であることが特に好ましい。硫酸ナトリウム水溶液の濃度が１０質量％以上であると、十分な凝固速度が得られ、設備投資による費用増大を回避することができる。硫酸ナトリウム水溶液の濃度が２２質量％以下であると、ドープ液の急速な凝固によるドープ液と凝固糸（糸条）間の界面で発生する糸切れを回避することができる。
本実施形態の凝固液に含有される水溶液は、例えば、カルボン酸水溶液、炭酸水素塩水溶液、ギ酸塩水溶液、酢酸塩水溶液、塩化物水溶液、硫酸塩水溶液、リン酸水素塩水溶液、クエン酸塩水溶液、汽水、海水及びこれらの混合溶液からなる群から選択されてよい。また、本実施形態の凝固液に含有される水溶液は、例えば、クエン酸水溶液、ギ酸水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、ギ酸ナトリウム水溶液、酢酸ナトリウム水溶液、塩化ナトリウム水溶液、硫酸ナトリウム水溶液、硫酸アンモニウム水溶液、リン酸水素カリウム水溶液、塩化カルシウム水溶液、クエン酸ナトリウム水溶液、汽水、海水及びこれらの混合溶液からなる群から選択されてよく、水、ギ酸水溶液及び硫酸ナトリウム水溶液からなる群から選択される少なくとも１種であってよく、水及び硫酸ナトリウム水溶液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。
紡糸原液を接触させる前の凝固液には有機溶媒が含まれてもよく、含まれなくてもよい。凝固液が有機溶媒を含む場合、該有機溶媒は紡糸原液中の有機溶媒と同じであってもよく、異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。また、紡糸原液を接触させる前の凝固液に有機溶媒が含まれない場合であっても、紡糸原液を凝固液に接触させる過程において、接触した紡糸原液から凝固液に有機溶媒が溶解する場合がある。凝固液に含まれる有機溶媒（凝固液に接触した紡糸原液から凝固液に溶解した場合も含む）の含有量は、凝固液の全量（有機溶媒が紡糸原液から凝固液に溶解した場合には、紡糸原液を接触させる前の凝固液と紡糸原液から凝固液に溶解した有機溶媒の合計含有量）を１００質量％として、０質量％以上３０質量％以下、５質量％以上３０質量％以下、５質量％以上２５質量％以下、０質量％以上２０質量％以下、５質量％以上２０質量％以下、５質量％以上１５質量％以下、１０質量％以上２０質量％以下、０質量％以上１０質量％以下、０質量％以上５質量％以下、０質量％以上２質量％以下であってもよく、１０質量％以上３０質量％以下が好ましく、１２質量％以上２８質量％以下がより好ましく、１４質量％以上２６質量％以下がさらに好ましく、１５質量％以上２５質量％以下がより好ましい。有機溶媒の含有量が、上述の範囲内である場合、より一層構造タンパク質の繊維形成能が向上する。有機溶媒としては、ギ酸、ＤＭＳＯ、又はＨＦＩＰが好ましく、ギ酸又はＨＦＩＰがより好ましく、ギ酸がさらに好ましい。
凝固液が含有する水溶液のｐＨは、０．２５〜１０．００であってもよく、０．２５〜９．５０であってもよい。
凝固液における酸水溶液のｐＨは、例えば、０．２５〜７．００未満であってもよく、０.５０〜７．００未満であってもよく、１.００〜７．００未満であってもよく、１.５０〜７．００未満であってもよく、２.００〜７．００未満であってもよく、３.００〜７．００未満であってもよい。
凝固液における塩水溶液のｐＨは、例えば、０．５０〜１０．００であってもよく、１．００〜１０．００であってもよく、２．００〜１０．００であってもよく、３．００〜１０．００であってもよく、３．５０〜１０．００であってもよく、４．００〜１０．００であってよく、４．５０〜１０．００であってもよく、５．００〜１０．００であってもよく、５．５０〜１０．００であってもよく、６．００〜１０．００であってもよく、６．５０〜１０．００であってもよく、６．５０〜９．５０であってもよい。
凝固液における上記水又は水溶液の含有量は、凝固液全量に対して、６０質量％以上であってもよく、６５質量％以上であってもよく、６８質量％以上であってもよく、７０質量％以上が好ましく、７１質量％以上がより好ましく、７２質量％以上がより好ましく、７３質量％以上がより好ましく、７４質量％以上がより好ましく、７５質量％以上がより好ましく、７６質量％以上がより好ましく、７７質量％以上がより好ましく、７８質量％以上がより好ましく、７９質量％以上がより好ましく、８０質量％以上が特に好ましく、８５質量％以上であってもよく、９０質量％以上であってもよく、９５質量％であってもよい。上記水又は水溶液の含有量が上述の範囲内である場合、より一層構造タンパク質の繊維形成能が向上する。凝固液における上記水又は水溶液の含有量は、凝固液全量に対して、例えば、６０質量％以上１００質量％以下であってもよく、７０質量％以上１００質量％以下であってもよく、７５質量％以上１００質量％以下であってもよく、８０質量％以上１００質量％以下であってもよく、８５質量％以上１００質量％以下であってもよく、９０質量％以上１００質量％以下であってもよく、９５質量％以上１００質量％以下であってもよく、７０質量％以上９０質量％以下であってもよく、７５質量％以上８５質量％以下であってもよく、７８質量％以上８２質量％以下であってもよい。
凝固液が、メタノール、エタノール、アセトン、水及び硫酸塩水溶液からなる群の少なくとも１種を含むことが好ましく、凝固液中のメタノール、エタノール、アセトン、水及び／又は硫酸塩水溶液の含有量が、凝固液全量を１００質量％として７０質量％以上であることが好ましい。
凝固液の温度は、室温であってもよく、０℃〜９０℃であってもよく、０℃〜８０℃であってもよく、５℃〜８０℃であってもよく、１０℃〜８０℃であってもよく、１５℃〜８０℃であってもよく、２０℃〜８０℃であってもよく、２５℃〜８０℃であってよく、３０℃〜８０℃であってもよく、４０℃〜８０℃であってもよく、５０℃〜８０℃であってもよく、６０℃〜８０℃であってもよく、７０℃〜８０℃であってもよく、２０℃〜７０℃であってもよく、３０℃〜７０℃であってもよく、４０℃〜７０℃であってもよく、５０℃〜７０℃であってもよく、２０℃〜６０℃であってもよく、３０℃〜６０℃であってもよく、４０℃〜６０℃であってもよく、３０℃〜５０℃であってもよく、５０℃〜６０℃であってもよい。凝固液に水又はＰＨ０．２５以上ＰＨ１０．００以下の水溶液（ギ酸水溶液、硫酸ナトリウム水溶液、又はそれら混合水溶液等）を用いる場合は、紡糸安定性により優れる観点から、凝固液の温度は３０℃〜５０℃が好ましく、３２℃〜４８℃がより好ましく、３３℃〜４７℃がより好ましく、３４℃〜４６℃がより好ましく、３５℃〜４５℃がさらに好ましい。凝固液の温度の下限値は、紡糸原液に含有される有機溶媒の融点以上であればよく、温度の上限値は、紡糸原液に含有される有機溶媒の沸点以下であればよい。凝固液の温度をより高くすることで、紡糸原液の脱溶媒速度をより速くすることができる。
凝固液はドープ溶媒をさらに含んでいてもよい。凝固液全量に対するドープ溶媒（例：ギ酸）の含有量は、溶媒回収効率向上の観点から、１５〜２５質量％であることが好ましく、１６〜２５質量％であることがより好ましく、１６〜２４質量％であることがさらに好ましく、１８〜２４質量％であることが特に好ましい。
凝固液は、紡糸原液に添加し得る上述の溶解促進剤をさらに含んでいてよい。
〔組み換え構造タンパク質マルチフィラメントの製造方法〕
〔紡糸工程〕
本実施形態に係るマルチフィラメントの製造方法は、１００以上の孔数を有する紡糸ノズルを用いて、公知の湿式紡糸法、乾式紡糸法、乾湿式紡糸法又は溶融紡糸法等によって製造することができ、紡糸ノズルの孔数と同数の単糸で構成されるマルチフィラメント（構成本数１００本以上のマルチフィラメント）が得られる。本実施形態のマルチフィラメントの製造方法は、例えば、図６又は図７に示す紡糸装置を使用して実施することができる。好ましい紡糸方法としては、湿式紡糸又は乾湿式紡糸を挙げることができる。以下、改変フィブロインマルチフィラメントの製造方法を例に説明する。
図６は、改変フィブロインマルチフィラメントを製造するための紡糸装置の一例を概略的に示す説明図である。図６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。
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。凝固浴槽２０に凝固液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、紡糸口金（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の凝固液１１内に供給（導入）される。凝固液１１内で紡糸原液から溶媒が除去されて改変フィブロインが凝固し、繊維状凝固体が形成される。次いで、繊維状凝固体は、洗浄浴槽２１内の洗浄液１２中に供給され、延伸される。延伸倍率は、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は、乾燥装置４内に供給され、糸道２２内で乾燥され、ワインダーにて巻き取られる。このようにして、マルチフィラメントが、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。
口金９として、直径０．１〜０．６ｍｍのノズルを有するシリンジポンプを使用する場合、押出し速度は１ホール当たり、０．２〜６．０ｍｌ／時間が好ましく、１．４〜４．０ｍｌ／時間であることがより好ましい。凝固した改変フィブロインが凝固液１１中を通過する距離（実質的には、糸ガイド１８ａから糸ガイド１８ｂまでの距離）は、脱溶媒が効率的に行える長さがあればよく、例えば、２００〜５００ｍｍである。未延伸糸の引き取り速度は、例えば、１〜１００ｍ／分であってよく、１〜２０ｍ／分であってよく、１〜３ｍ／分であることが好ましい。引き取り速度が１ｍ／分以上であると、生産性を十分に高めることができる。引き取り速度が１００ｍ／分以下であると、著しい溶媒の液体飛散を回避することができる。凝固液１１中での滞留時間は、紡糸原液中から溶媒が除去される時間であればよく、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、凝固液１１中で延伸（前延伸）をしてもよい。凝固浴槽２０は多段設けてもよく、また延伸は必要に応じて、各段、又は特定の段で行ってもよい。
図７は、改変フィブロインマルチフィラメントを製造するための紡糸装置の一例を概略的に示す説明図である。図６に示す紡糸装置１０は、湿式紡糸用の紡糸装置の一例であり、エアギャップ１９を有さない以外、図６の装置と同じである。
紡糸口金の口金形状、ホール形状（孔形状）、ホール数（孔数）などは特に限定されるものではなく、所望の繊維径及び単糸本数等に応じて適宜選択できる。
紡糸口金のホール形状が円形である場合は、孔径として０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下を例示できる。孔径が０．０１ｍｍ以上であると、圧力損失を低減することができ設備費用を抑えることができる。孔径が０．６ｍｍ以下であると、繊維径を細くするための延伸操作の必要性を低減することができ、吐出から引き取りまでの間で延伸切れを起こす可能性を低減することができる。
紡糸ノズル１錐あたりの孔数の下限値は、生産性向上の観点から、１００以上であり、当該効果がさらに好適に得られる観点から、好ましくは、１５０以上あり、２００以上、２５０以上、３００以上、３５０以上、４００以上、４５０以上、５００以上、５５０以上、６００以上、６５０以上、７００以上、７５０以上、８００以上、８５０以上、９００以上、９５０以上、１０００以上、１１００以上、１２００以上、１３００以上、１４００以上、１５００以上、１６００以上、１７００以上、１８００以上、１９００以上、２０００以上、２１００以上、２２００以上、２３００以上、２４００以上、２５００以上、２６００以上、２７００以上、２８００以上、２９００以上、３０００以上、３１００以上、３２００以上、３３００以上、３４００以上、３５００以上、３６００以上、３７００以上、３８００以上、３９００以上、４０００以上、４１００以上、４２００以上、４３００以上、４４００以上、４５００以上、４６００以上、４７００以上、４８００以上、４９００以上、５０００以上、５１００以上、５２００以上、５３００以上、５４００以上、５５００以上、５６００以上、５７００以上、５８００以上、５９００以上であってよい。
紡糸ノズル１錐あたりの孔数の上限値は、生産性を十分に向上できるという効果の観点から、９０００以下であり、８９００以下、８８００以下、８７００以下、８６００以下、８５００以下、８４００以下、８３００以下、８２００以下、８１００以下、８０００以下、７９００以下、７８００以下、７７００以下、７６００以下、７５００以下、７４００以下、７３００以下、７２００以下、７１００以下、７０００以下、６９００以下、６８００以下、６７００以下、６６００以下、６５００以下、６４００以下、６３００以下、６２００以下、６１００以下、６０００以下であってよい。
紡糸ノズル１錐あたりの孔数は、生産性を十分に向上できるという効果の観点から、例えば、１００以上９，０００以下であってよく、１５０〜９，０００以下、２００〜９，０００以下、２５０〜９，０００以下、３５０〜９，０００以下、３００〜９，０００以下、３５０〜９，０００以下、４００〜９，０００以下、４５０〜９，０００以下、５００〜９，０００以下、６５０〜９，０００以下、７５０〜９，０００以下、８００〜９，０００以下、８５０〜９，０００以下、９００〜９，０００以下、９５０〜９，０００以下又は１，０００〜９，０００以下であってよく、例えば、１００以上８，０００以下であってよく、１５０〜８，０００以下、２００〜８，０００以下、２５０〜８，０００以下、３５０〜８，０００以下、３００〜８，０００以下、３５０〜８，０００以下、４００〜８，０００以下、４５０〜８，０００以下、５００〜８，０００以下、６５０〜８，０００以下、７５０〜８，０００以下、８００〜８，０００以下、８５０〜８，０００以下、９００〜８，０００以下、９５０〜８，０００以下又は１，０００〜８，０００以下であってよく、例えば、１００以上７，０００以下であってよく、１５０〜７，０００以下、２００〜７，０００以下、２５０〜７，０００以下、３５０〜７，０００以下、３００〜７，０００以下、３５０〜７，０００以下、４００〜７，０００以下、４５０〜７，０００以下、５００〜７，０００以下、６５０〜７，０００以下、７５０〜７，０００以下、８００〜７，０００以下、８５０〜７，０００以下、９００〜７，０００以下、９５０〜７，０００以下又は１，０００〜７，０００以下であってよく、例えば、１００以上６，０００以下であってよく、１５０〜６，０００以下、２００〜６，０００以下、２５０〜６，０００以下、３５０〜６，０００以下、３００〜６，０００以下、３５０〜６，０００以下、４００〜６，０００以下、４５０〜６，０００以下、５００〜６，０００以下、６５０〜６，０００以下、７５０〜６，０００以下、８００〜６，０００以下、８５０〜６，０００以下、９００〜６，０００以下、９５０〜６，０００以下又は１，０００〜６，０００以下であってよく、例えば、１００以上５，５００以下であってよく、１５０〜５，５００以下、２００〜５，５００以下、２５０〜５，５００以下、３５０〜５，０００以下、３００〜５，５００以下、３５０〜５，５００以下、４００〜５，５００以下、４５０〜５，５００以下、５００〜５，０００以下、６５０〜５，５００以下、７５０〜５，５００以下、８００〜５，５００以下、８５０〜５，５００以下、９００〜５，５００以下、９５０〜５，５００以下又は１，０００〜５，５００以下であってよく、例えば、１００以上５，２００以下であってよく、１５０〜５，２００以下、２００〜５，２００以下、２５０〜５，２００以下、３５０〜５，２００以下、３００〜５，２００以下、３５０〜５，２００以下、４００〜５，２００以下、４５０〜５，２００以下、５００〜５，２００以下、６５０〜５，２００以下、７５０〜５，２００以下、８００〜５，２００以下、８５０〜５，２００以下、９００〜５，２００以下、９５０〜５，２００以下又は１，０００〜５，２００以下であってよく、例えば、１００以上４，８００以下であってよく、１５０〜４，８００以下、２００〜４，８００以下、２５０〜４，８００以下、３５０〜４，８００以下、３００〜４，８００以下、３５０〜４，８００以下、４００〜４，８００以下、４５０〜４，８００以下、５００〜４，８００以下、６５０〜４，８００以下、７５０〜４，８００以下、８００〜４，８００以下、８５０〜４，８００以下、９００〜４，８００以下、９５０〜４，８００以下又は１，０００〜４，８００以下であってよく、例えば、１００以上４，５００以下であってよく、１５０〜４，５００以下、２００〜４，５００以下、２５０〜４，５００以下、３５０〜４，５００以下、３００〜４，５００以下、３５０〜４，５００以下、４００〜４，５００以下、４５０〜４，５００以下、５００〜４，５００以下、６５０〜４，５００以下、７５０〜４，５００以下、８００〜４，５００以下、８５０〜４，５００以下、９００〜４，５００以下、９５０〜４，５００以下又は１，０００〜４，５００以下であってよく、例えば、１００以上４，０００以下であってよく、１５０〜４，５００以下、２００〜４，５００以下、２５０〜４，０００以下、３５０〜４，５００以下、３００〜４，０００以下、３５０〜４，０００以下、４００〜４，０００以下、４５０〜４，０００以下、５００〜４，０００以下、６５０〜４，０００以下、７５０〜４，０００以下、８００〜４，０００以下、８５０〜４，５００以下、９００〜４，０００以下、９５０〜４，０００以下又は１，０００〜４，０００以下であってよい。
紡糸ノズルの錘数は、目的とする繊維の製造量等により適宜選択すればよく、特に限定されないが、例えば、１錘であってよく、２錘であってよく、３錘であってよく、４錘であってよく、５錘であってよく、６錘であってよく、７錘であってよく、８錘であってよく、９錘であってよく、１０錘であってよく、１１錘であってよく、１２錘であってよく、１３錘であってよく、１４錘であってよく、１５錘であってよく、１６錘であってよく、１７錘であってよく、１８錘であってよく、１９錘であってよく、２０錘であってよく、２０錘以上であってよく、２５錘であってよく、３０錘以上であってよく、３５錘以上であってよく、４０錘以上であってよく、４５錘以上、５０錘以上、５５錘以上、６０錘以上、６５錘以上、７０錘以上、７５錘以上、８０錘以上、８５錘以上、９０錘以上、９５錘以上、１００錘以上であってよい。紡糸ノズルは、同一の孔数を有する紡糸ノズルを複数（複数の錘）組み合わせて使用してよく（例：孔数３，０００の紡糸ノズルを１２錐組み合わせて使用）、異なる孔数を有する紡糸ノズルを複数組み合わせて使用してもよい。
紡糸口金を通過する際の紡糸原液の温度、及び紡糸口金の温度は、特に限定されるものではなく、用いる紡糸原液の濃度及び粘度、有機溶媒の種類等により適宜調整すればよい。当該温度は、改変フィブロインの劣化等を防止するという観点から、３０℃〜１００℃が好ましい。また、当該温度は、溶媒の揮発による圧力上昇、紡糸原液の固形化による配管内の閉塞が発生する可能性を低減するという観点から、用いる溶媒の沸点に満たない温度を上限とすることが好ましい。これにより工程安定性が向上する。
凝固液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。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。なお、凝固液１１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、凝固液１１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、媒体として凝固液１１に用いる溶媒を循環することでより効率的な冷却が可能となる。
凝固液が貯留される凝固浴槽は複数設けられていてもよい。
凝固した改変フィブロイン（繊維状凝固体）は、凝固浴槽又は洗浄浴槽を離脱してから、そのままワインダーにて巻き取られてもよいし、乾燥装置を通過し、乾燥され、その後、ワインダーにて巻き取られてもよい。
凝固した改変フィブロイン（繊維状凝固体）が凝固液中を通過する距離は、脱溶媒が効率的に行えればよく、ノズル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。凝固した改変フィブロイン（又は紡糸原液）の凝固液中での滞留時間は、凝固した改変フィブロインが凝固液中を通過する距離、ノズルからの紡糸原液の押出速度等に応じて決定されるものであってよい。
〔延伸工程〕
本実施形態の改変フィブロインマルチフィラメントの製造方法は、凝固させた改変フィブロイン（繊維状凝固体）を延伸する工程（延伸工程）を更に備えるものであってよい。延伸方法としては、湿熱延伸、乾熱延伸等をあげることができる。延伸工程は、例えば、凝固浴槽２０内で実施してもよく、洗浄浴槽２１内で実施してもよい。延伸工程はまた、空気中で実施することもできる。
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。湿熱延伸の温度は５０〜９０℃であることが好ましい。該温度が５０℃以上であると、糸の細孔径を小さく安定させることができる。また、温度が９０℃以下であると、温度設定が容易であり紡糸安定性が向上する。温度は７５〜８５℃がより好ましい。
湿熱延伸は、温水中、温水に有機溶剤等を加えた溶液中、又はスチーム加熱中で行うことができる。温度としては、例えば、４０〜２００℃であってよく、５０〜１８０℃であってよく、５０〜１５０℃であってよく、７５〜９０℃であってよい。湿熱延伸における延伸倍率は、未延伸糸（又は前延伸糸）に対して、例えば、１〜３０倍であってよく、２〜２５倍であってよく、２〜２０倍であってよく、２〜１５倍であってよく、２〜１０倍であってよく、２〜８倍であってよく、２〜６倍であってよく、２〜４倍であってよい。ただし、延伸倍率は、所望する繊維の太さ、機械物性などの特性が得られる範囲であれば限定されるものではない。
乾熱延伸は、接触型の熱板、及び非接触型の炉などの熱源を備えた装置を用いて、空気中で延伸することにより行うことができるが、特に限定されるものではなく、繊維を所定の温度まで昇温させ、かつ所定の倍率で延伸が可能な装置であればよい。温度としては、例えば、１００℃〜２７０℃であってよく、１４０℃〜２３０℃であってよく、１４０℃〜２００℃であってよく、１６０℃〜２００℃であってよく、１６０℃〜１８０℃であってよい。
乾熱延伸工程における延伸倍率は、未延伸糸（又は前延伸糸）に対して、例えば、１〜３０倍であってよく、２〜３０倍であってよく、２〜２０倍であってよく、３〜１５倍であってよく、３〜１０倍であることが好ましく、３〜８倍であることがより好ましく、４〜８倍であることがさらに好ましい。をただし、延伸倍率は、所望する繊維の太さ、機械物性などの特性が得られる範囲であれば限定されるものではない。
延伸工程は、湿熱延伸及び乾熱延伸を、それぞれ単独で行うものであってもよく、またこれらを多段で、又は組み合わせて行うものであってもよい。すなわち、延伸工程として、一段目延伸を湿熱延伸で行い、二段目延伸を乾熱延伸で行う、又は一段目延伸を湿熱延伸行い、二段目延伸を湿熱延伸行い、更に三段目延伸を乾熱延伸で行う等、湿熱延伸及び乾熱延伸を適宜組み合わせて行うことができる。
延伸工程を経たマルチフィラメントの最終的な延伸倍率の下限値は、未延伸糸（又は前延伸糸）に対して、好ましくは、１倍、２倍、３倍、４倍、５倍、６倍、７倍、８倍、又は９倍のうちの何れかであってよい。延伸工程を経たマルチフィラメントの最終的な延伸倍率の上限値は、好ましくは４０倍、３０倍、２０倍、１５倍、１４倍、１３倍、１２倍、１１倍、又は１０倍のうちの何れかであってよい。また、例えば、最終的な延伸倍率は３〜４０倍であってよく、３〜３０倍であってよく、５〜３０倍であってよく、５〜２０倍であってよく、５〜１５倍であってよく、５〜１３倍であってよい。ただし、延伸倍率は、所望する繊維の太さ、機械物性などの特性が得られる範囲であれば限定されるものではない。延伸倍率を調節することで、得られるマルチフィラメントの繊維径を任意の値に調節することができる。
乾燥の前又は後に、必要に応じて、未延伸糸（若しくは前延伸糸）又は延伸糸に対して、帯電抑制性、収束性及び潤滑性等を付与する目的で油剤を付与してもよい。付与する油剤の種類及び付与する量等は、特に限定されるものではなく、繊維を使用する用途、繊維の取扱い性等を考慮し適宜調整することができる。
本実施形態に係る製造方法は、紡糸原液の吐出前に紡糸原液を濾過する工程（濾過工程）、及び／又は吐出前に紡糸原液を脱泡する工程（脱泡工程）を更に備えるものであってもよい。
本実施形態に係る製造方法は、乾燥工程の前又は後に収縮工程をさらに備えるものであってもよい。乾燥工程後に収縮工程を行う場合は、紡糸後に乾燥させたマルチフィラメントをボビンに巻き取った後、ボビンからマルチフィラメントを巻き出して収縮工程を行なってもよい。
〔収縮工程〕
本実施形態に係る改変フィブロインマルチフィラメントは、上述のマルチフィラメントを不可逆的に収縮させる収縮工程をさらに備えていてもよい。マルチフィラメントを不可逆的に収縮させる収縮工程では、マルチフィラメントを水と接触させることでマルチフィラメントを不可逆的に収縮させてもよく、及び／又はマルチフィラメントを加熱弛緩させることでマルチフィラメントを不可逆的に収縮させてもよい。水と接触させることでマルチフィラメントを不可逆的に収縮させる場合は、不可逆的に収縮させたマルチフィラメントを乾燥させて更に収縮させてもよい。
〔水との接触による収縮工程（接触工程）〕
図８は、水との接触によるマルチフィラメント(改変フィブロインを含む繊維)の長さ変化の例を示す図である。本実施形態に係るマルチフィラメント(改変フィブロインを含む繊維)は、沸点未満の水に接触(湿潤)させることにより収縮する（一次収縮）特性を有する(図８中、「一次収縮」で示した長さ変化)。一次収縮後、乾燥させると更に収縮する(図８中、「二次収縮」で示した長さ変化)。二次収縮後、再度水に接触させると二次収縮前と同一又はそれに近似した長さにまで伸長し、以後乾燥と湿潤を繰り返すと、二次収縮と同程度の幅(図８中、「伸縮率（収縮率）」で示した幅)で、収縮と伸長を繰り返す。すなわち、マルチフィラメントを水と接触させることによる一次収縮は不可逆的な収縮である。したがって、収縮工程において、マルチフィラメントを水と接触させることで、本実施形態に係る不可逆的に収縮された収縮履歴を有する改変フィブロインマルチフィラメントを得ることができる。マルチフィラメントを水と接触させることによって不可逆的に収縮（一次収縮）させる工程を、以下「接触工程」と称する。
接触工程でのマルチフィラメント(改変フィブロインを含む繊維)の不可逆的な収縮(図８中の「一次収縮」)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、マルチフィラメント(改変フィブロインを含む繊維)の一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マルチフィラメント(改変フィブロインを含む繊維)において、水が繊維間又は繊維内へ浸入することにより、残留応力が緩和されることで生ずると考えられる。
接触工程では、紡糸後、水と接触する前のマルチフィラメントを水と接触させて、マルチフィラメントを湿潤状態にする。湿潤状態とは、マルチフィラメントの少なくとも一部が水で濡れた状態を意味する。これにより、外力によらずにマルチフィラメントを収縮させることができる。この収縮は不可逆的なものである(図８の「一次収縮」に相当する)。
接触工程でマルチフィラメントに接触させる水の温度は、沸点未満であってよい。これにより、取扱い性及び収縮工程の作業性等が向上する。また、収縮時間を充分に短縮するという観点からは、水の温度の下限値が、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。水の温度の上限値は９０℃以下であることが好ましい。
接触工程において、水をマルチフィラメントに接触させる方法は、特に限定されない。当該方法として、例えば、マルチフィラメントを水中に浸漬する方法、マルチフィラメントに対して水を常温で又は加温したスチーム等の状態で噴霧する方法、及びマルチフィラメント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、接触工程においては、収縮時間の短縮化が効果的に図れるとともに、加工設備の簡素化等が実現できることから、マルチフィラメントを水中に浸漬する方法が好ましい。
接触工程において、マルチフィラメントを弛緩させた状態で水に接触させると、マルチフィラメントが、単に収縮するだけでなく、波打つように縮れてしまうことがある。このような縮れの発生を防止するために、例えば、張力がかからない程度にマルチフィラメントを繊維軸方向に引っ張りながら水と接触させるなど、マルチフィラメントを弛緩させない状態で接触工程を実施してもよい。
（乾燥工程）
本実施形態に係る改変フィブロインマルチフィラメントの製造方法は、乾燥工程を更に備えるものであってもよい。乾燥工程は、接触工程を経たマルチフィラメント(又は接触工程を経て得られた改変フィブロインマルチフィラメント)を乾燥させて更に収縮させる工程である(図８の「二次収縮」に相当する)。乾燥は、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。乾燥設備としては、接触型又は非接触型の公知の乾燥設備がいずれも使用可能である。また、乾燥温度も、例えば、マルチフィラメントに含まれる改変フィブロインが分解したり、マルチフィラメントが熱的損傷を受けたりする温度よりも低い温度であれが何ら限定されるものではないが、一般には、２０〜１５０℃の範囲内の温度であり、５０〜１００℃の範囲内の温度であることが好ましい。温度がこの範囲にあることにより、繊維の熱的損傷、又は繊維に含まれる改変フィブロインの分解が生ずることなく、繊維が、より迅速且つ効率的に乾燥される。乾燥時間は、乾燥温度等に応じて適宜に設定され、例えば、過乾燥による改変フィブロインマルチフィラメントの品質及び物性等への影響が可及的に排除され得る時間等が採用される。
図９は、改変フィブロインマルチフィラメントを製造するための製造装置の一例を概略的に示す説明図である。図９に示す製造装置４０は、マルチフィラメントを送り出すフィードローラ４２と、改変フィブロインマルチフィラメント３８を巻き取るワインダー４４と、接触工程を実施するウォーターバス４６と、乾燥工程を実施する乾燥機４８と、を有して構成されている。
より詳細には、フィードローラ４２は、マルチフィラメント３６の巻回物が装着可能とされており、図示しない電動モータ等の回転によって、マルチフィラメント３６の巻回物からマルチフィラメント３６を連続的且つ自動的に送り出し得るようになっている。ワインダー４４は、フィードローラ４２から送り出された後、接触工程と乾燥工程を経て製造された改変フィブロインマルチフィラメント３８を、図示しない電動モータの回転によって連続的且つ自動的に巻き取り得るようになっている。なお、ここでは、フィードローラ４２によるマルチフィラメント３６の送出し速度と、ワインダー４４による改変フィブロインマルチフィラメント３８の巻き取り速度とが、互いに独立して制御可能とされている。
ウォーターバス４６と乾燥機４８は、フィードローラ４２とワインダー４４との間に、マルチフィラメント３６の送り方向の上流側と下流側にそれぞれ並んで配置されている。なお、図９に示す製造装置４０は、フィードローラ４２からワインダー４４に向かって走行する接触工程前及び後のマルチフィラメント３６を中継するリレーローラ５０及び５２を有している。
ウォーターバス４６はヒータ５４を有し、このヒータ５４にて加温された水４７が、ウォーターバス４６内に収容されている。また、ウォーターバス４６内には、テンションローラ５６が、水４７中に浸漬された状態で設置されている。これにより、フィードローラ４２から送り出されたマルチフィラメント３６が、ウォーターバス４６内を、テンションローラ５６に巻き掛けられた状態で水４７中に浸漬されつつ、ワインダー４４側に向かって走行するようになっている。なお、マルチフィラメント維３６の水４７中への浸漬時間は、マルチフィラメント３６の走行速度に応じて適宜にコントロールされる。
乾燥機４８は、一対のホットローラ５８を有している。一対のホットローラ５８は、ウォーターバス４６内から離脱してワインダー４４側に向かって走行するマルチフィラメント３６が巻き掛け可能とされている。これにより、ウォーターバス４６内で水４７に浸漬されたマルチフィラメント３６が、乾燥機４８内で一対のホットローラ５８にて加熱され、乾燥させられた後、ワインダー４４に向かって更に送り出されるようになっている。
このような構造を有する製造装置４０を用いて、改変フィブロインマルチフィラメント３８を製造する際には、先ず、例えば、図１１に示された紡糸装置１０を用いて紡糸されたマルチフィラメント３６の巻回物をフィードローラ４２に装着する。次に、フィードローラ４２からマルチフィラメント３６を連続的に送り出して、ウォーターバス４６内で水４７に浸漬させる。このとき、例えば、ワインダー４４の巻き取り速度をフィードローラ４２の送り出し速度よりも遅くしておく。これにより、マルチフィラメント３６が、フィードローラ４２とワインダー４４との間で弛緩しない状態で、水４７との接触により収縮するため、縮れの発生を防止することができる。水４７との接触によりマルチフィラメント３６は不可逆的に収縮する（図８の「一次収縮」に相当する）。
次に、水４７と接触した後のマルチフィラメント３６（又は水４７との接触を経て製造された改変フィブロインマルチフィラメント３８）を、乾燥機４８の一対のホットローラ５８により加熱する。これにより、水４７と接触した後のマルチフィラメント３６（又は水４７との接触を経て製造された改変フィブロインマルチフィラメント３８）を乾燥させ、更に収縮させることができる（図８の「二次収縮」に相当する）。このとき、改変フィブロインマルチフィラメント３８の長さが変化しないよう、フィードローラ４２の送出し速度とワインダー４４の巻き取り速度との比率をコントロールすることもできる。そして、得られた改変フィブロインマルチフィラメント３８をワインダー４４にて巻き取って、改変フィブロインマルチフィラメント３８の巻回物を得る。
なお、一対のホットローラ５８に代えて、図１０（ｂ）に示されるような乾熱板６４等、単なる熱源のみからなる乾燥設備を用いて水４７と接触した後のマルチフィラメント３６を乾燥させてもよい。この場合にも、フィードローラ４２の送出し速度とワインダー４４の巻き取り速度との互いの相対速度を、乾燥設備として一対のホットローラ５８を使用する場合と同様に調節することにより、改変フィブロインマルチフィラメントの長さを変化させないこともできる。ここでは、乾燥手段が乾熱板６４にて構成されることとなる。また、乾燥機４８は必須ではない。
上述のように、製造装置４０を用いることによって、目的とする改変フィブロインマルチフィラメント３８を自動的且つ連続的に、しかも極めて容易に製造することができる。
図１０は、改変フィブロインマルチフィラメントを製造するための製造装置の別の例を概略的に示す説明図である。図１０（ａ）は、当該製造装置に備わる、接触工程（一次収縮）を実施する加工装置を示し、図１０（ｂ）は、当該製造装置に備わる、乾燥工程を実施する乾燥装置を示す。図１０に示される製造装置は、マルチフィラメント３６に対する接触工程を実施する加工装置６０と、接触工程後のマルチフィラメント３６（又は接触工程を経て製造された改変フィブロインマルチフィラメント３８）を乾燥させる乾燥装置６２とを有し、それらが互いに独立した構造とされている。
より具体的には、図１０（ａ）に示す加工装置６０は、フィードローラ４２とウォーターバス４６とワインダー４４とを、マルチフィラメント３６の走行方向の上流から下流側に向かって順に並べて配置してなる構造を有している。このような加工装置６０は、フィードローラ４２から送り出されたマルチフィラメント３６を、ウォーターバス４６内の水４７中に浸漬させて、収縮させるようになっている。そして、得られた改変フィブロインマルチフィラメント３８をワインダー４４にて巻き取るように構成されている。このとき、例えば、ワインダー４４の巻き取り速度をフィードローラ４２の送り出し速度よりも遅くしておく。これにより、マルチフィラメント３６が、フィードローラ４２とワインダー４４との間で弛緩した状態で、水４７との接触により収縮するため、繊維に張力がかかるのを防止することができる。水４７との接触によりマルチフィラメント３６は不可逆的に収縮する（図８の「一次収縮」に相当する）。
図１０（ｂ）に示す乾燥装置６２は、フィードローラ４２及びワインダー４４と、乾熱板６４とを有している。乾熱板６４は、フィードローラ４２とワインダー４４との間に、乾熱面６６が、改変フィブロインマルチフィラメント３８に接触し、且つその走行方向に沿って伸びるように配置されている。この乾燥装置６２では、前述したように、例えば、フィードローラ４２の送り出し速度とワインダー４４の巻き取り速度との比率をコントロールすることで、改変フィブロインマルチフィラメント３８の長さを変化させないこともできる。
このような構造を有する製造装置を用いることによって、マルチフィラメント３６を加工装置６０により収縮させて改変フィブロインマルチフィラメント３８を得た後、乾燥装置６２にて改変フィブロインマルチフィラメント３８を乾燥させることができる。
なお、図１０（ａ）に示された加工装置６０からフィードローラ４２とワインダー４４とを省略して、ウォーターバス４６のみで加工装置を構成してもよい。このような加工装置を有する製造装置を用いる場合には、例えば、改変フィブロインマルチフィラメントが、いわゆるバッチ式で製造されることとなる。また、図１０（ｂ）に示す乾燥装置６２は必須ではない。
〔加熱弛緩による収縮工程〕
マルチフィラメントを不可逆的に収縮させる収縮工程を、マルチフィラメントを加熱弛緩させることによっておこなってもよい。マルチフィラメントの加熱弛緩は、マルチフィラメントを加熱し、加熱された状態にあるマルチフィラメントを弛緩させて収縮させることによりおこなうことができる。以下、マルチフィラメントの加熱弛緩による収縮において、マルチフィラメントを加熱する工程を「加熱工程」と称し、加熱された状体にあるマルチフィラメントを弛緩して収縮させる工程を「弛緩収縮工程」と称する。加熱工程及び弛緩収縮工程は、例えば、図１１及び図１２に示す高温加熱弛緩装置１４０によっておこなうことができる。
（加熱工程）
加熱工程では、マルチフィラメント３６の加熱温度が、マルチフィラメント３６に用いられる改変フィブロインの軟化温度以上であることが好ましい。本明細書における改変フィブロインの軟化温度とは、マルチフィラメント３６の応力緩和による収縮が開始される温度である。改変フィブロイン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、紡糸過程での延伸により生じた繊維中の残留応力を除去することができる。
上記の軟化温度に対応する温度として、例えば、１８０℃が挙げられる。１８０℃以上の高温度範囲で加熱弛緩収縮を実施した場合、弛緩倍率が大きい程、或いは温度が高い程、より効率的にマルチフィラメント中の残留応力を除去することができる。したがって、マルチフィラメント３６の加熱温度は、好ましくは１８０℃以上であり、より好ましくは１８０℃〜２８０℃であり、更により好ましくは２００℃〜２４０℃であり、特に好ましくは２２０℃〜２４０℃である。
加熱工程における加熱時間、すなわち高温加熱炉１４３内での滞在時間は、加熱処理後の繊維の伸度を損なわないという観点から、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。なお、加熱温度２００℃で加熱時間が５秒以下であると、加熱処理後の繊維の伸度の低下を防ぐことができる。
（弛緩収縮工程）
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、マルチフィラメント３６の巻き取り速度に対する送出し速度の比率であり、より具体的には、巻き取りローラ１４２による巻き取り速度に対する、送出しローラ１４１による送出し速度の比率である。
高温加熱弛緩装置１４０を用いた加熱弛緩方法では、マルチフィラメント３６が加熱された状態で弛緩可能であれば、加熱工程と弛緩収縮工程とを別個に行ってもよい。すなわち、加熱装置を、弛緩装置とは分離し独立した装置としてもよい。その場合に、加熱工程の後に弛緩収縮工程が行われるよう、加熱装置の後段（マルチフィラメント３６の走行方向における下流側）に弛緩装置が設けられる。
なお、マルチフィラメントの製造工程とは別で、マルチフィラメントに対する加熱弛緩工程を実施してもよい。すなわち、紡糸装置２５とは別個の独立した装置として高温加熱弛緩装置１４０と同様の装置を設けてもよい。別個に製造されたマルチフィラメント３６を送出しローラにセットし、そこから送り出す方式を採ってもよい。加熱弛緩工程は、マルチフィラメントの１本に対して行ってもよく、或いは束ねられた複数本に対して行ってもよい。
〔架橋工程〕
上述のようにして得られた、不可逆的に収縮された収縮履歴を有する改変フィブロインマルチフィラメントに対して、あるいは不可逆的に収縮する前のマルチフィラメントに対して、繊維内のポリペプチド分子間で化学的に架橋させる架橋工程をさらにおこなってもよい。架橋させることができる官能基は、例えば、アミノ基、カルボキシル基、チオール基及びヒドロキシ基等が挙げられる。例えば、ポリペプチドに含まれるリジン側鎖のアミノ基は、グルタミン酸又はアスパラギン酸側鎖のカルボキシル基と脱水縮合によりアミド結合で架橋できる。真空加熱下で脱水縮合反応を行なうことにより架橋してもよいし、カルボジイミド等の脱水縮合剤により架橋させてもよい。
ポリペプチド分子間の架橋は、カルボジイミド、グルタルアルデヒド等の架橋剤を用いて行ってもよく、トランスグルタミナーゼ等の酵素を用いて行ってもよい。カルボジイミドは、一般式Ｒ１Ｎ＝Ｃ＝ＮＲ２（但し、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、炭素数１〜６のアルキル基、シクロアルキル基を含む有機基を示す。）で示される化合物である。カルボジイミドの具体例として、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣ）、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）、１−シクロヘキシル−３−（２−モルホリノエチル）カルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド（ＤＩＣ）等が挙げられる。これらの中でも、ＥＤＣ及びＤＩＣはポリペプチド分子間のアミド結合形成能が高く、架橋反応し易いことから好ましい。
架橋処理は、繊維に架橋剤を付与して真空加熱乾燥で架橋するのが好ましい。架橋剤は純品を繊維に付与してもよいし、炭素数１〜５の低級アルコール及び緩衝液等で０．００５〜１０質量％の濃度に希釈したものを繊維に付与してもよい。架橋処理は、温度２０〜４５℃で３〜４２時間行うのが好ましい。架橋処理により、繊維に更に高い応力（強度）を付与することができる。
〔マルチフィラメント〕
本実施形態に係るマルチフィラメントは、組み換え構造タンパク質を含み、１００本以上の構成単糸を有し、伸度の変動係数が３３％未満である。ここで、構成単糸とはマルチフィラメント（糸条ともいう）を構成する単糸を意味し、構成本数とはマルチフィラメントを構成する単糸の本数（単糸数）を意味する。本実施形態に係るマルチフィラメントは、例えば、改変フィブロインを含み、また、マルチフィラメントの構成本数が１００本以上であり、マルチフィラメントの弾性率の変動係数が１５％以下であってもよく、マルチフィラメントの強度の変動係数が１５％以下であってもよく、マルチフィラメントの伸度の変動係数が３３％未満である。
マルチフィラメントの構成本数の下限値は、生産性向上の観点から、１００以上である。当該効果がさらに好適に得られる観点から、好ましくは、１５０以上あり、２００以上、２５０以上、３００以上、３５０以上、４００以上、４５０以上、５００以上、５５０以上、６００以上、６５０以上、７００以上、７５０以上、８００以上、８５０以上、９００以上、９５０以上、１，０００以上、１，１００以上、１，２００以上、１，３００以上、１，４００以上、１，５００以上、１，６００以上、１，７００以上、１，８００以上、１９００以上、２，０００以上、２，１００以上、２，２００以上、２，３００以上、２，４００以上、２，５００以上、２，６００以上、２７００以上、２，８００以上、２，９００以上、３０００以上、３１００以上、３，２００以上、３３００以上、３４００以上、３，５００以上、３，６００以上、３，７００以上、３，８００以上、３９００以上、４０００以上、４，１００以上、４２００以上、４，３００以上、４，４００以上、４５００以上、４６００以上、４，７００以上、４，８００以上、４，９００以上、５，０００以上、５，１００以上、５，２００以上、５，３００以上、５，４００以上、５，５００以上、５，６００以上、５，７００以上、５，８００以上、５，９００以上であってもよく、用いる紡糸ノズルの孔数、及び／又は紡糸ノズルの錘数により、適宜選択してよい。
マルチフィラメントの構成本数の上限値は、生産性を十分に向上できるという効果の観点から、９００，０００以下であり、８００，０００以下、７００，０００以下、６７５，０００以下、６００，０００以下、５００，０００以下、４５０，０００以下、４００，０００以下、３００，０００以下、２５０，０００以下、２００，０００以下、１５０，０００以下、１００，０００以下、９８，０００以下、９６，０００以下、９５，０００以下、９０，０００以下、８５，０００以下、８０，０００以下、７８，０００以下、７６，０００以下、７５，０００以下、７２，０００以下、７０，０００以下、６８，０００以下、６６，０００以下、６４，０００以下、６２，０００以下、６０，０００以下、５８，０００以下、５６，０００以下、５４，０００以下、５２，０００以下、５０，０００以下、４８，０００以下、４６，０００以下、４５，０００以下、４２，０００以下、４０，０００以下、３８，０００以下、３６，０００以下、３５，０００以下、３２，０００以下、３０，０００以下、２８，０００以下、２６，０００以下、２５，０００以下、２４，０００以下、２２，０００以下、２０，０００以下、１８，０００以下、１６，０００以下、１４，０００以下、１２，０００以下、１０，０００以下、９，５００以下、９，０００以下、８，９００以下、８，８００以下、８，７００以下、８６００以下、８５００以下、８４００以下、８，３００以下、８，２００以下、８，１００以下、８，０００以下、７，９００以下、７８００以下、７，７００以下、７，６００以下、７５００以下、７，４００以下、７３００以下、７，２００以下、７，１００以下、７，０００以下、６，９００以下、６，８００以下、６，７００以下、６，６００以下、６，５００以下、６，４００以下、６，３００以下、６，２００以下、６，１００以下又は６，０００以下であってもよい。
マルチフィラメントの構成本数は、生産性を十分に向上できるという効果の観点から、１００〜９００，０００以下であり、例えば、１００〜８００，０００本、１００〜７００，０００本、１００〜６００，０００本、１００〜５００，０００本、１００〜４００，０００本、１００〜３００，０００本、１００〜２００，０００本、１００〜１００，０００本、１，０００〜９０，０００本、９５０〜９０，０００本、９００〜９０，０００本、８００〜９０，０００本、７００〜９０，０００本、６００〜９０，０００本、５５０〜９０，０００本、５００〜９０，０００本、４５０〜９０，０００本、４００〜９０，０００本、３５０〜９０，０００本、３００〜９０，０００本、２５０〜９０，０００本、２００〜９０，０００本、１５０〜９０，０００本又は１００〜９０，０００本であってもよく、１，０００〜６０，０００本、９５０〜６０，０００本、９００〜６０，０００本、８５０〜６０，０００本、８００〜６０，０００本、７５０〜６０，０００本、７００〜６０，０００本、６５０〜６０，０００本、６００〜６０，０００本、５５０〜６０，０００本、５００〜６０，０００本、４５０〜６０，０００本、４００〜６０，０００本、３５０〜６０，０００本、３００〜６０，０００本、２５０〜６０，０００本、２００〜６０，０００本、１５０〜６０，０００本又は１００〜６０，０００本であってもよく、１，０００〜４８，０００本、９５０〜４８，０００本、９００〜４８，０００本、８５０〜４８，０００本、８００〜４８，０００本、７５０〜４８，０００本、７００〜４８，０００本、６５０〜４８，０００本、６００〜４８，０００本、５５０〜４８，０００本、５００〜４８，０００本、４５０〜４８，０００本、４００〜４８，０００本、３５０〜４８，０００本、３００〜４８，０００本、２５０〜４８，０００本、２００〜４８，０００本、１５０〜４８，０００本又は１００〜４８，０００本であってもよく、１，０００〜３９，０００本、９５０〜３９，０００本、９００〜３９，０００本、８５０〜３９，０００本、８００〜３９，０００本、７５０〜３９，０００本、７００〜３９，０００本、６５０〜３９，０００本、６００〜３９，０００本、５５０〜３９，０００本、５００〜３９，０００本、４５０〜３９，０００本、４００〜３９，０００本、３５０〜３９，０００本、３００〜３９，０００本、２５０〜３９，０００本、２００〜３９，０００本、１５０〜３９，０００本又は１００〜３９，０００本であってもよく、１，０００〜３０，０００本、９５０〜３０，０００本、９００〜３０，０００本、８５０〜３０，０００本、８００〜３０，０００本、７５０〜３０，０００本、７００〜３０，０００本、６５０〜３０，０００本、６００〜３０，０００本、５５０〜３０，０００本、５００〜３０，０００本、４５０〜３０，０００本、４００〜３０，０００本、３５０〜３０，０００本、３００〜３０，０００本、２５０〜３０，０００本、２００〜３０，０００本、１５０〜３０，０００本又は１００〜３０，０００本であってもよく、１，０００〜２４，０００本、９５０〜２４，０００本、９００〜２４，０００本、８５０〜２４，０００本、８００〜２４，０００本、７５０〜２４，０００本、７００〜２４，０００本、６５０〜２４，０００本、６００〜２４，０００本、５５０〜２４，０００本、５００〜２４，０００本、４５０〜２４，０００本、４００〜２４，０００本、３５０〜２４，０００本、３００〜２４，０００本、２５０〜２４，０００本、２００〜２４，０００本、１５０〜２４，０００本又は１００〜２４，０００本であってもよく、１，０００〜１８，０００本、９５０〜１８，０００本、９００〜１８，０００本、８５０〜１８，０００本、８００〜１８，０００本、７５０〜１８，０００本、７００〜１８，０００本、６５０〜１８，０００本、６００〜１８，０００本、５５０〜１８，０００本、５００〜１８，０００本、４５０〜１８，０００本、４００〜１８，０００本、３５０〜１８，０００本、３００〜１８，０００本、２５０〜１８，０００本、２００〜１８，０００本、１５０〜１８，０００本又は１００〜１８，０００本であってもよく、１，０００〜１２，０００本、９５０〜１２，０００本、９００〜１２，０００本、８５０〜１２，０００本、８００〜１２，０００本、７５０〜１３，０００本、７００〜１２，０００本、６５０〜１２，０００本、６００〜１２，０００本、５５０〜１２，０００本、５００〜１２，０００本、４５０〜１２，０００本、４００〜１２，０００本、３５０〜１２，０００本、３００〜１２，０００本、２５０〜１２，０００本、２００〜１２，０００本、１５０〜１２，０００本又は１００〜１２，０００本であってもよく、１，０００〜１００，０００本、９５０〜１０，０００本、９００〜１０，０００本、８５０〜１０，０００本、８００〜１０，０００本、７５０〜１０，０００本、７００〜１０，０００本、６５０〜１０，０００本、６００〜１０，０００本、５５０〜１０，０００本、５００〜１０，０００本、４５０〜１０，０００本、４００〜１０，０００本、３５０〜１０，０００本、３００〜１０，０００本、２５０〜１０，０００本、２００〜１０，０００本、１５０〜１０，０００本又は１００〜１０，０００本であってもよく、１，０００〜９，０００本、９５０〜９，０００本、９００〜９，０００本、８５０〜９，０００本、８００〜９，０００本、７５０〜９，０００本、７００〜９，０００本、６５０〜９，０００本、６００〜９，０００本、５５０〜９，０００本、５００〜４，０００本、４５０〜９，０００本、４００〜９，０００本、３５０〜９，０００本、３００〜９，０００本、２５０〜９，０００本、２００〜９，０００本、１５０〜９，０００本又は１００〜９，０００本であってもよく、１，０００〜６，０００本、９５０〜６，０００本、９００〜６，０００本、８５０〜６，０００本、８００〜６，０００本、７５０〜６，０００本、７００〜６，０００本、６５０〜６，０００本、６００〜６，０００本、５５０〜６，０００本、５００〜６，０００本、４５０〜６，０００本、４００〜６，０００本、３５０〜６，０００本、３００〜６，０００本、２５０〜６，０００本、２００〜６，０００本、１５０〜６，０００本又は１００〜６，０００本であってもよい。
マルチフィラメントの弾性率の変動係数、強度の変動係数、伸度の変動係数、及び繊度の変動係数は、マルチフィラメントの弾性率［ｇｆ／Ｄ］（［ｇｆ／ｄｅｎ］）、強度［ｇ／Ｄ］（［ｇ／ｄｅｎ］）、破断伸度［％］、及び繊度［Ｄ］（［ｄｅｎ］）を測定し、各物性の平均値と標準偏差を求めることで、それぞれ算出できる。各変動係数の算出は、以下の式を用いて算出する。なお、各変動係数の値は、値が小さいほど各物性値のバラツキが小さいことを意味する。
弾性率の変動係数（ＣＶ）［％］＝弾性率の標準偏差／弾性率の平均値×１００
強度の変動係数（ＣＶ）［％］＝強度の標準偏差／強度の平均値×１００
伸度の変動係数（ＣＶ）［％］＝伸度の標準偏差／伸度の平均値×１００
繊度の変動係数（ＣＶ）［％］＝繊度の標準偏差／繊度の平均値×１００
マルチフィラメントの弾性率［ｇｆ／Ｄ］、強度［ｇ／Ｄ］、及び破断伸度［％］の測定、及び各標準偏差の算出は、ＪＩＳ Ｌ１０１３に基づき、インストロン社製３３４５シリーズの引張試験機を用いて行なうことができる。試験条件は、例えば、温度２０℃、相対湿度６５％の環境下、試験長３００ｍｍ、試験速度３００ｍｍ／分として行えばよく、ロードセル容量はマルチフィラメント（繊維）の繊度に応じて適宜選択すればよい。測定値は、例えば、サンプル数ｎ＝５の平均値として算出してもよい。
マルチフィラメントの伸度の変動係数の上限値は３３％未満である。伸度の変動係数が３３％未満であると、撚糸、紡績、織り、編みやカット等の後工程における工程通過性をより向上させることができる。また、マルチフィラメントの伸度の変動係数の下限値は０.０１％以上、０.１％以上、０.２％以上、０.３％以上、０.４％以上、０.５％以上、０.６％以上、０.７％以上、０.８％以上、０.９％以上、１％以上、１.３％以上、１.４％以上、１.５％以上、１.６％以上、１.７％以上、１.８％以上、１.９％以上、２％以上、２.１％以上、２.２％以上、２.３％以上、２.４％以上又は２.５％以上であってもよく、生産性を考慮して適宜選択すればよい。マルチフィラメントの伸度の変動係数は、好ましくは３２％以下、３１％以下、３０％以下、２９％以下、２８％以下、２７％以下、２６％以下、２５％以下、２４％以下又は２３％以下であり、より好ましくは２２％以下、２１％以下、２０％以下、１９％以下、１８％以下、１７％以下、１６％以下、１５％以下、１４％以下、１３％以下、１２％以下又は１１％以下であり、さらに好ましくは１０％以下、９.５％以下、９％以下、８.５％以下、８％以下、７.５％以下、７％以下、６.５％以下、６％以下、５.５％以下又は５％以下である。
また、マルチフィラメントの伸度の変動係数は好ましくは０.０１％〜０．１％未満、０．１％超〜１％未満、１％超〜５％未満、５％超〜１０％未満、１０％超〜１５％未満、１５％超〜２０％未満又は２０％超〜３０％未満であり、より好ましくは０.０１％〜０．１％未満、０．１％超〜１％未満、１％超〜５％未満、５％超〜１０％未満、１０％超〜１５％未満、１５％超〜２０％未満又は２０％超〜２５％未満であり、より好ましくは０.０１％〜０．１％未満、０．１％超〜１％未満、１％超〜５％未満、５％超〜１０％未満、１０％超〜１５％未満又は１５％超〜２０％未満であり、より好ましくは０.０１％〜０．１％未満、０．１％超〜１％未満、１％超〜５％未満、５％超〜１０％未満又は１０％超〜１５％未満であり、さらに好ましくは０.０１％〜０．１％未満、０．１％超〜１％未満、１％超〜５％未満又は５％超〜１０％未満であり、特に好ましくは０.０１％〜０．１％未満、０．１％超〜１％未満又は１％超〜５％未満である。
また、マルチフィラメントの伸度の変動係数は好ましくは０.０１％〜３３％未満、０.０１％〜３０％、０.０１％〜２９％、０.０１％〜２８％、０.０１％〜２７％、０.０１％〜２６％、０.０１％〜２５％、０.０１％〜２４％、０.０１％〜２３％、０.０１％〜２２％、０.０１％〜２１％、０.０１％〜２０％、０.０１％〜１９％、０.０１％〜１８％、０.０１％〜１７％、０.０１％〜１６％、０.０１％〜１５％、０.０１％〜１４％、０.０１％〜１３％、０.０１％〜１２％、０.０１％〜１１％、０.０１％〜１０％、０.０１％〜９.５％、０.０１％〜９％、０.０１％〜８.５％、０.０１％〜８％、０.０１％〜７.５％、０.０１％〜７％、０.０１％〜６.５％、０.０１％〜６％、０.０１％〜５.５％、０.０１％〜５％、０.０１％〜４.５％、０.０１％〜４％、０.０１％〜３.５％、０.０１％〜３％又は０.０１％〜２.５％である。
また、マルチフィラメントの伸度の変動係数は、０.１％〜３２％、０.１％〜３１％、０.１％〜３０％、０.１％〜２９％、０.１％〜２８％、０.１％〜２７％、０.１％〜２６％、０.１％〜２５％、０.１％〜２４％、０.１％〜２３％、０.１％〜２２％、０.１％〜２１％、０.１％〜２０％、０.１％〜１９％、０.１％〜１８％、０.１％〜１７％、０.１％〜１６％、０.１％〜１５％、０.１％〜１４.５％、０.１％〜１４％、０.１％〜１３.５％、０.１％〜１３％、０.１％〜１２.５％、０.１％〜１２％、０.１％〜１１.５％、０.１％〜１１％、０.１％〜１０.５％、０.１％〜１０％、０.１％〜９.５％、０.１％〜９％、０.１％〜８.５％、０.１％〜８％、０.１％〜７.５％、０.１％〜７％、０.１％〜６.５％、０.１％〜６％、０.１％〜５.５％、０.１％〜５％、０.１％〜４.５％、０.１％〜４％、０.１％〜３.５％、０.１％〜３％又は０.１％〜２.５％であってもよく、０.５％〜３３％未満、０.５％〜３２％、０.５％〜３１％、０.５％〜３０％、０.５％〜２９％、０.５％〜２８％、０.５％〜２７％、０.５％〜２６％、０.５％〜２５％、０.５％〜２４％、０.５％〜２３％、０.５％〜２２％、０.５％〜２１％、０.５％〜２０％、０.５％〜１９％、０.５％〜１８％、０.５％〜１７％、０.５％〜１６％、０.５％〜１５％、０.５％〜１４.５％、０.５％〜１４％、０.５％〜１３.５％、０.５％〜１３％、０.５％〜１２.５％、０.５％〜１２％、０.５％〜１１.５％、０.５％〜１０％、０.５％〜９.５％、０.５％〜９％、０.５％〜８.５％、０.５％〜８％、０.５％〜７.５％、０.５％〜７％、０.５％〜６.５％、０.５％〜６％、０.５％〜５.５％、０.５％〜５％、０.５％〜４.５％、０.５％〜４％、０.５％〜３.５％、０.５％〜３％又は０.５％〜２．５％であってもよく、０.８％〜３３％未満、０.８％〜３２％、０.８％〜３１％、０.８％〜３０％、０.８％〜２９％、０.８％〜２８％、０.８％〜２７％、０.８％〜２６％、０.８％〜２５％、０.８％〜２４％、０.８％〜２３％、０.８％〜２２％、０.８％〜２１％、０.８％〜２０％、０.８％〜１９％、０.８％〜１８％、０.８％〜１７％、０.８％〜１６％、０.８％〜１５％、０.８％〜１４.５％、０.８％〜１４％、０.８％〜１３.５％、０.８％〜１３％、０.８％〜１２.５％、０.８％〜１２％、０.８％〜１１.５％、０.８％〜１０％、０.８％〜９.５％、０.８％〜９％、０.８％〜８.５％、０.８％〜８％、０.８％〜７.５％、０.８％〜７％、０.８％〜６.５％、０.８％〜６％又は０.８％〜５.５％であってもよく、１％〜３３％未満、１％〜３２％、１％〜３１％、１％〜３０％、１％〜２９％、１％〜２８％、１％〜２７％、１％〜２６％１％〜２５％、１％〜２４％、１％〜２３％、１％〜２２％、１％〜２１％、１％〜２０％、１％〜１９％、１％〜１８％、１％〜１７％、１％〜１６％、１％〜１５％、１％〜１４.５％、１％〜１４％、１％〜１３.５％、１％〜１３％、１％〜１２％、１％〜１２％、１％〜１１.５％、１％〜１０％、１％〜９％、１％〜８％、１％〜７％、１％〜６.５％、１％〜６％、１％〜５.５％、１％〜５％又は１％〜４％であってもよく、１.５％〜３３％未満、１.５％〜３２％、１.５％〜３１％、１.５％〜３０％、１.５％〜２９％、１.５％〜２８％、１.５％〜２７％、１.５％〜２６％、１.５％〜２５％、１.５％〜２４％、１.５％〜２３％、１.５％〜２２％、１.５％〜２１％、１.５％〜２０％、１.５％〜１９％、１.５％〜１８％、１.５％〜１７％、１.５％〜１６％、１.５％〜１５％、１.５％〜１４.５％、１.５％〜１４％、１.５％〜１３.５％、１.５％〜１３％、１.５％〜１２％、１.５％〜１２％、１.５％〜１１.５％、１.５％〜１０％、１.５％〜９％、１.５％〜８％、１.５％〜７％、１.５％〜６.５％、１.５％〜６％、１.５％〜５.５％又は１.５％〜５％であってもよく、２％〜３３％未満、２％〜３２％、２％〜３１％、２％〜３０％、２％〜２９％、２％〜２８％、２％〜２７％、２％〜２６％、２％〜２５％、２％〜２４％、２％〜２３％、２％〜２２％、２％〜２１％、２％〜２０％、２％〜１９％、２％〜１８％、２％〜１７％、２％〜１６％、２％〜１５％、２％〜１４.５％、２％〜１４％、２％〜１３.５％、２％〜１３％、２％〜１２％、２％〜１２％、２％〜１１.５％、２％〜１０％、２％〜９％、２％〜８％、２％〜７％、２％〜６.５％、２％〜６％、２％〜５.５％、２％〜５％又は２％〜４％であってもよく、２.５％〜１０％、２.５％〜９％、２.５％〜８％、２.５％〜７％、２.５％〜６％、２.５％〜５.５％、２.５％〜５％、２.５％〜４.５％又は２.５％〜４％であってもよい。
マルチフィラメントの伸度の値は、用途に応じて適宜選択すればよく、例えば、１％〜１００％であってよく、３％〜１００％、５％〜１００％、５％〜９５％、５％〜９０％、５％〜８５％、５％〜８０％、５％〜７０％、５％〜６５％、５％〜６０％、５％〜５５％、５％〜５０％、８％〜１００％、８％〜９５％、８％〜９０％、８％〜８５％、８％〜８０％、８％〜７５％、８％〜７０％、８％〜６５％、８％〜６０％、８％〜５５％、８％〜５０％、１０％〜１００％、１０％〜９５％、１０％〜９０％、１０％〜８５％、１０％〜８０％、１０％〜７５％、１０％〜７０％、１０％〜６５％、１０％〜６０％、１０％〜５５％又は１０％〜５０％であってもよい。
マルチフィラメントの強度の変動係数の上限値は２０％以下であることがより好ましい。マルチフィラメントの強度の変動係数が２０％以下であると、撚糸、紡績、織り、編みやカット等の後工程における工程通過性をより向上させることができる。また、強度の変動係数の下限値は０.０１％以上、０.１％以上、０.２％以上、０.３％以上、０.４％以上、０.５％以上又は０.６％以上であってよく、生産性を考慮して適宜選択すればよい。マルチフィラメントの強度の変動係数は、好ましくは１９％以下、１８％以下、１７％以下、１６％以下、１５％以下、１４.５％以下、１４％以下、１３.５％以下、１３％以下、１２.５％以下、１２％以下、１１.５％以下又は１１％以下であり、より好ましくは１０.５％以下、１０％以下、９.５％以下、９％以下、８.５％以下、８％以下、７.５％以下、７％以下、６.５％以下、６％以下、５.５％以下、５％以下、４.５％以下、４％以下、３.５％以下、３％以下又は２.５％以下である。
また、好ましくは０.０１％〜０．１％未満、０．１％超〜１％未満、１％超〜５％未満、５％超〜１０％未満又は１０％超〜１５％未満であり、より好ましくは０.０１％〜０．１％未満、０．１％超〜１％未満、１％超〜５％未満又は５％超〜１０％未満であり、より好ましくは０.０１％〜０．１％未満、０．１％超〜１％未満又は１％超〜５％未満であり、さらに好ましくは０.０１％〜０．１％未満、０．１％超〜１％未満又は１％超〜３.８％であり、特に好ましくは０.０１％〜０．１％未満、０．１％超〜１％未満又は１％超〜３．５％未満である。また、マルチフィラメントの強度の変動係数は好ましくは０.０１％〜２０％、０.０１％〜１９％、０.０１％〜１８％、０.０１％〜１７％、０.０１％〜１６％、０.０１％〜１５％、０.０１％〜１４.５％、０.０１％〜１４％、０.０１％〜１３.５％、０.０１％〜１３％、０.０１％〜１２.５％、０.０１％〜１２％、０.０１％〜１１.５％、０.０１％〜１１％、０.０１％〜１０.５％、０.０１％〜１０％、０.０１％〜９.５％、０.０１％〜９％、０.０１％〜８.５％、０.０１％〜８％、０.０１％〜７.５％、０.０１％〜７％、０.０１％〜６.５％、０.０１％〜６％、０.０１％〜５.５％、０.０１％〜５％、０.０１％〜４.５％、０.０１％〜４％、０.０１％〜３.８％、０.０１％〜３.５％、０.０１％〜３％、０.０１％〜２.５％、０.０１％〜２％、０.０１％〜１.５％又は０.０１％〜１％であり、０.１％〜２０％、０.１％〜１９％、０.１％〜１８％、０.１％〜１７％、０.０.１％〜１６％、０.１％〜１５％、０.１％〜１４.５％、０.１％〜１４％、０.１％〜１３.５％、０.１％〜１３％、０.１％〜１２.５％、０.１％〜１２％、０.１％〜１１.５％、０.１％〜１１％、０.１％〜１０.５％、０.１％〜１０％、０.１％〜９.５％、０.１％〜９％、０.１％〜８.５％、０.１％〜８％、０.１％〜７.５％、０.１％〜７％、０.１％〜６.５％、０.１％〜６％、０.１％〜５.５％、０.１％〜５％、０.１％〜４.５％、０.１％〜４％、０.１％〜３.５％、０.１％〜３％、０.１％〜２.５％、０.１％〜２％、０.１％〜１.５％又は０.１％〜１％であってよく、また、０.２％〜２０％、０.２％〜１９％、０.２％〜１８％、０.２％〜１７％、０.０.２％〜１６％、０.２％〜１５％、０.２％〜１４.５％、０.２％〜１４％、０.２％〜１３.５％、０.２％〜１３％、０.２％〜１２.５％、０.２％〜１２％、０.２％〜１１.５％、０.２％〜１１％、０.２％〜１０.５％、０.２％〜１０％、０.２％〜９.５％、０.２％〜９％、０.２％〜８.５％、０.２％〜８％、０.２％〜７.５％、０.２％〜７％、０.２％〜６.５％、０.２％〜６％、０.２％〜５.５％、０.２％〜５％、０.２％〜４.５％、０.２％〜４％、０.２％〜３.５％、０.２％〜３％又は０.２％〜２．５％であってもよく、また、０.３％〜２０％、０.３％〜１９％、０.３％〜１８％、０.３％〜１７％、０.０.３％〜１６％、０.３％〜１５％、０.３％〜１４.５％、０.３％〜１４％、０.３％〜１３.５％、０.３％〜１３％、０.３％〜１２.５％、０.３％〜１２％、０.３％〜１１.５％、０.３％〜１１％、０.３％〜１０.５％、０.３％〜１０％、０.３％〜９.５％、０.３％〜９％、０.３％〜８.５％、０.３％〜８％、０.３％〜７.５％、０.３％〜７％、０.３％〜６.５％、０.３％〜６％、０.３％〜５.５％、０.３％〜５％、０.３％〜４.５％、０.３％〜４％、０.３％〜３.５％、０.３％〜３％又は０.３％〜２．５％であってもよく、また、０.４％〜２０％、０.４％〜１９％、０.４％〜１８％、０.４％〜１７％、０.０.４％〜１６％、０.４％〜１５％、０.４％〜１４.５％、０.４％〜１４％、０.４％〜１３.５％、０.４％〜１３％、０.４％〜１２.５％、０.４％〜１２％、０.４％〜１１.５％、０.４％〜１１％、０.４％〜１０.５％、０.４％〜１０％、０.４％〜９.５％、０.４％〜９％、０.４％〜８.５％、０.４％〜８％、０.４％〜７.５％、０.４％〜７％、０.４％〜６.５％、０.４％〜６％、０.４％〜５.５％、０.４％〜５％、０.４％〜４.５％、０.４％〜４％、０.４％〜３.５％、０.４％〜３％又は０.４％〜２．５％であってもよく、また、０.５％〜２０％、０.５％〜１９％、０.５％〜１８％、０.５％〜１７％、０.０.５％〜１６％、０.５％〜１５％、０.５％〜１４.５％、０.５％〜１４％、０.５％〜１３.５％、０.５％〜１３％、０.５％〜１２.５％、０.５％〜１２％、０.５％〜１１.５％、０.５％〜１１％、０.５％〜１０.５％、０.５％〜１０％、０.５％〜９.５％、０.５％〜９％、０.５％〜８.５％、０.５％〜８％、０.５％〜７.５％、０.５％〜７％、０.５％〜６.５％、０.５％〜６％、０.５％〜５.５％、０.５％〜５％、０.５％〜４.５％、０.５％〜４％、０.５％〜３.５％、０.５％〜３％又は０.５％〜２．５％であってもよい。
改変フィブロインマルチフィラメントの弾性率の変動係数の上限値は２０％以下であることが好ましい。弾性率の変動係数が２０％以下であると、撚糸、紡績、織り、編みやカット等の後工程における工程通過性をより向上させることができる。また、マルチフィラメントの弾性率の変動係数の下限値は０.０１％以上、０.１％以上、０.２％以上、０.３％以上、０.４％以上、０.５％以上、０.６％以上、０.７％以上、０.８％以上、０.９％以上、又は１％以上であってよく、生産性を考慮して適宜選択すればよい。マルチフィラメントの弾性率の変動係数は、より好ましくは１９％以下、１８％以下、１７％以下、１６％以下、１５％以下、１４.５％以下、１４％以下、１３.５％以下、１３％以下、１２.５％以下、１２％以下、１１.５％以下又は１１％以下であり、さらに好ましくは１０.５％以下、１０％以下、１０％未満、９.５％以下、９％以下、８.５％以下、８％以下、７.５％以下、７％以下、６.５％以下、６％以下、５.５％以下又は５％以下である。
また、マルチフィラメントの弾性率の変動係数は好ましくは０.０１％〜０．１％未満、０．１％超〜１％未満、１％超〜５％未満、５％超〜１０％未満又は１０％超〜１５％未満あり、より好ましくは０.０１％〜０．１％未満、０．１％超〜１％未満、１％超〜５％未満又は５％超〜１０％未満であり、より好ましくは０.０１％〜０．１％未満、０．１％超〜１％未満又は１％超〜５％未満である。また、マルチフィラメントの弾性率の変動係数は好ましくは０.０１％〜２０％、０.０１％〜１９％、０.０１％〜１８％、０.０１％〜１７％、０.０１％〜１６％、０.０１％〜１５％、０.０１％〜１４.５％、０.０１％〜１４％、０.０１％〜１３.５％、０.０１％〜１３％、０.０１％〜１２.５％、０.０１％〜１２％、０.０１％〜１１.５％、０.０１％〜１１％、０.０１％〜１０.５％、０.０１％〜１０％、０.０１％〜９.５％、０.０１％〜９％、０.０１％〜８.５％、０.０１％〜８％、０.０１％〜７.５％、０.０１％〜７％、０.０１％〜６.５％、０.０１％〜６％、０.０１％〜５.５％、０.０１％〜５％、０.０１％〜４.５％、０.０１％〜４％、０.０１％〜３.５％、０.０１％〜３％、０.０１％〜２.５％又は０.０１％〜２％であり、０.１％〜２０％、０.１％〜１９％、０.１％〜１８％、０.１％〜１７％、０.０.１％〜１６％、０.１％〜１５％、０.１％〜１４.５％、０.１％〜１４％、０.１％〜１３.５％、０.１％〜１３％、０.１％〜１２.５％、０.１％〜１２％、０.１％〜１１.５％、０.１％〜１１％、０.１％〜１０.５％、０.１％〜１０％、０.１％〜９.５％、０.１％〜９％、０.１％〜８.５％、０.１％〜８％、０.１％〜７.５％、０.１％〜７％、０.１％〜６.５％、０.１％〜６％、０.１％〜５.５％、０.１％〜５％、０.１％〜４.５％、０.１％〜４％、０.１％〜３.５％、０.１％〜３％、０.１％〜２.５％、０.１％〜２％であってよく、また、０.２％〜２０％、０.２％〜１９％、０.２％〜１８％、０.２％〜１７％、０.２％〜１６％、０.２％〜１５％、０.２％〜１４.５％、０.２％〜１４％、０.２％〜１３.５％、０.２％〜１３％、０.２％〜１２.５％、０.２％〜１２％、０.２％〜１１.５％、０.２％〜１１％、０.２％〜１０.５、０.２％〜１０％、０.２％〜９.５％、０.２％〜９％、０.２％〜８.５％、０.２％〜８％、０.２％〜７.５％、０.２％〜７％、０.２％〜６.５％、０.２％〜６％、０.２％〜５.５％、０.２％〜５％、０.２％〜４.５％、０.２％〜４％、０.２％〜３.５％、０.２％〜３％又は０.２％〜２．５％であってもよく、また、０.３％〜２０％、０.３％〜１９％、０.３％〜１８％、０.３％〜１７％、０.３％〜１６％、０.３％〜１５％、０.３％〜１４.５％、０.３％〜１４％、０.３％〜１３.５％、０.３％〜１３％、０.３％〜１２.５％、０.３％〜１２％、０.３％〜１１.５％、０.３％〜１１％、０.３％〜１０.５％、０.３％〜１０％、０.３％〜９.５％、０.３％〜９％、０.３％〜８.５％、０.３％〜８％、０.３％〜７.５％、０.３％〜７％、０.３％〜６.５％、０.３％〜６％、０.３％〜５.５％、０.３％〜５％、０.３％〜４.５％、０.３％〜４％、０.３％〜３.５％、０.３％〜３％又は０.３％〜２．５％であってもよく、また、０.４％〜２０％、０.４％〜１９％、０.４％〜１８％、０.４％〜１７％、０.４％〜１６％、０.４％〜１５％、０.４％〜１４.５％、０.４％〜１４％、０.４％〜１３.５％、０.４％〜１３％、０.４％〜１２.５％、０.４％〜１２％、０.４％〜１１.５％、０.４％〜１１％、０.４％〜１０.５％、０.４％〜１０％、０.４％〜９.５％、０.４％〜９％、０.４％〜８.５％、０.４％〜８％、０.４％〜７.５％、０.４％〜７％、０.４％〜６.５％、０.４％〜６％、０.４％〜５.５％、０.４％〜５％、０.４％〜４.５％、０.４％〜４％、０.４％〜３.５％、０.４％〜３％又は０.４％〜２．５％であってもよく、また、０.５％〜２０％、０.５％〜１９％、０.５％〜１８％、０.５％〜１７％、０.０.５％〜１６％、０.５％〜１５％、０.５％〜１４.５％、０.５％〜１４％、０.５％〜１３.５％、０.５％〜１３％、０.５％〜１２.５％、０.５％〜１２％、０.５％〜１１.５％、０.５％〜１１％、０.５％〜１０.５％、０.５％〜１０％、０.５％〜９.５％、０.５％〜９％、０.５％〜８.５％、０.５％〜８％、０.５％〜７.５％、０.５％〜７％、０.５％〜６.５％、０.５％〜６％、０.５％〜５.５％、０.５％〜５％、０.５％〜４.５％又は０.５％〜４％であってもよく、１％〜１０％、１％〜９％、１％〜８％、１％〜７％、１％〜６％、１％〜５％又は１％〜４％であってもよい。
マルチフィラメントの繊度の変動係数の上限値は２０％以下であることが好ましい。繊度の変動係数が２０％以下であると、撚糸、紡績、織り、編みやカット等の後工程における工程通過性をより向上させることができる。また、マルチフィラメントの繊度の変動係数の下限値は０.０１％以上、０.１％以上、０.２％以上、０.３％以上又は０.４％以上であってよく、生産性を考慮して適宜選択すればよい。マルチフィラメントの繊度の変動係数は、好ましくは１９％以下、１８％以下、１７％以下、１６％以下、１５％以下、１４％以下、１３％以下、１２％以下、又は１１％以下であり、さらに好ましくは１０％以下、９％以下、８％以下、７％以下、６％以下又は５％以下である。また、マルチフィラメントの繊度の変動係数は好ましくは０.０１％〜０．１％未満、０．１％超〜１％未満、１％超〜５％未満、５％超〜１０％未満、１０％超〜１５％未満又は１５％超〜２０％未満であり、より好ましくは０.０１％〜０．１％未満、０．１％超〜１％未満、１％超〜５％未満、５％超〜１０％未満又は１０％超〜１５％未満であり、より好ましくは０.０１％〜０．１％未満、０．１％超〜１％未満、１％超〜５％未満又は５％超〜１０％未満であり、より好ましくは０.０１％〜０．１％未満、０．１％超〜１％未満、１％超〜５％未満又は５％超〜６.７％であり、さらに好ましくは０.０１％〜０．１％未満、０．１％超〜１％未満又は１％超〜５％未満であり、特に好ましくは０.０１％〜０．１％未満、０．１％超〜１％未満又は１％超〜３．５％未満である。
また、マルチフィラメントの繊度の変動係数は好ましくは０.０１％〜１５％、０.０１％〜１４％、０.０１％〜１３％、０.０１％〜１２％、０.０１％〜１１％、０.０１％〜１０％、０.０１％〜９.５％、０.０１％〜９％、０.０１％〜８.５％、０.０１％〜８％、０.０１％〜７.５％、０.０１％〜７％、０.０１％〜６.７％、０.０１％〜６.５％、０.０１％〜６％、０.０１％〜５.５％、０.０１％〜５％、０.０１％〜４.５％、０.０１％〜４％、０.０１％〜３.５％、０.０１％〜３％、０.０１％〜２.５％、０.０１％〜２％、０.０１％〜１.５％、０.０１％〜１％である。また、マルチフィラメントの繊度の変動係数は、０.１％〜２０％、０.１％〜１９％、０.１％〜１８％、０.１％〜１７％、０.１％〜１６％、０.１％〜１５％、０.１％〜１４％、０.１％〜１３％、０.１％〜１２％、０.１％〜１１％、０.１％〜１０％、０.１％〜９.５％、０.１％〜９％、０.１％〜８.５％、０.１％〜８％、０.１％〜７.５％、０.１％〜７％、０.１％〜６.５％、０.１％〜６％、０.１％〜５.５％、０.１％〜５％、０.１％〜４.５％、０.１％〜４％、０.１％〜３.５％、０.１％〜３％、０.１％〜２.５％、０.１％〜２％、０.１％〜１.５％又は０.１％〜１％であってもよく、０.２％〜２０％、０.２％〜１９％、０.２％〜１８％、０.２％〜１７％、０.２％〜１６％、０.２％〜１５％、０.２％〜１４％、０.２％〜１３％、０.２％〜１２％、０.２％〜１１％、０.２％〜１０％、０.２％〜９.５％、０.２％〜９％、０.２％〜８.５％、０.２％〜８％、０.２％〜７.５％、０.２％〜７％、０.２％〜６.５％、０.２％〜６％、０.２％〜５.５％、０.２％〜５％、０.２％〜４.５％、０.２％〜４％、０.２％〜３.５％、０.２％〜３％又は０.２％〜２．５％であってもよく、０.３％〜２０％、０.３％〜１９％、０.３％〜１８％、０.３％〜１７％、０.３％〜１６％、０.３％〜１５％、０.３％〜１４％、０.３％〜１３％、０.３％〜１２％、０.３％〜１１％、０.３％〜１０％、０.３％〜９.５％、０.３％〜９％、０.３％〜８.５％、０.３％〜８％、０.３％〜７.５％、０.３％〜７％、０.３％〜６.５％、０.３％〜６％、０.３％〜５.５％、０.３％〜５％、０.３％〜４.５％、０.３％〜４％、０.３％〜３.５％、０.３％〜３％又は０.３％〜２．５％であってもよく、０.４％〜２０％、０.４％〜１９％、０.４％〜１８％、０.４％〜１７％、０.４％〜１６％、０.４％〜１５％、０.５％〜１４％、０.４％〜１３％、０.４％〜１２％、０.４％〜１１％、０.４％〜１０％、０.４％〜９.５％、０.４％〜９％、０.４％〜８.５％、０.４％〜８％、０.４％〜７.５％、０.４％〜７％、０.４％〜６.５％、０.４％〜６％、０.４％〜５.５％、０.４％〜５％、０.４％〜４.５％、０.４％〜４％、０.４％〜３.５％又は０.４％〜３％、０.４％〜２．５％であってもよく、０.５％〜２０％、０.５％〜１９％、０.５％〜１８％、０.５％〜１７％、０.５％〜１６％、０.５％〜１５％、０.５％〜１４％、０.５％〜１３％、０.５％〜１２％、０.５％〜１１％、０.５％〜１０％、０.５％〜９.５％、０.５％〜９％、０.５％〜８.５％、０.５％〜８％、０.５％〜７.５％、０.５％〜７％、０.５％〜６.５％、０.５％〜６％、０.５％〜５.５％、０.５％〜５％、０.５％〜４.５％、０.５％〜４％、０.５％〜３.５％、０.５％〜３％又は０.５％〜２．５％であってもよく、０.３％〜３％又は０.３％〜２.８％であってもよい。
マルチフィラメントの繊度［Ｄ］（［ｄｅｎ］）の値は、用途に応じて適宜選択すればよく、例えば、単糸あたりの繊度（［Ｄ／ｆｉｌａｍｅｎｔ］）は０.７〜１５０Ｄであってよく、０.７〜１４０、０.７〜１３０Ｄ、０.７〜１２０Ｄ、０.７〜１１０Ｄ、０.８〜１００Ｄ、０.７〜１００Ｄ、０.７〜９０Ｄ、０.７〜８０Ｄ、０.７〜７０Ｄ、０.７〜６０Ｄ、０.７〜５０Ｄ、０.７〜４０Ｄ、０.７〜３０Ｄ、０.７〜２０Ｄ、０.７〜１５Ｄ、０.７〜１０Ｄ、０.７〜９Ｄ、０.７〜８Ｄ、０.７〜７Ｄ、０.７〜６Ｄ、０.７〜５Ｄ、０.７〜４Ｄ、０.７〜３Ｄ、０.７〜２.５Ｄ、０.７〜２.２Ｄ、０.７〜２Ｄ、０.７〜１.８Ｄ、０.７〜１.６Ｄ、０.７〜１.５Ｄ、０.７〜１.４Ｄ、０.７〜１.３Ｄ、０.７〜１.２Ｄ、０.７〜１.１Ｄ又は０.７〜１Ｄであってもよく、０.８〜３Ｄ、０.８〜２.５Ｄ、０.８〜２.２Ｄ、０.８〜２Ｄ、０.８〜１.８Ｄ、０.８〜１.６Ｄ、０.８〜１.５Ｄ、０.８〜１.４Ｄ、０.８〜１.３Ｄ、０.８〜１.２Ｄ、０.８〜１.１Ｄ又は０.８〜１Ｄであってもよく、１〜３Ｄ、１〜２.５Ｄ、１〜２.２Ｄ、１〜２Ｄ、１〜１.９Ｄ、１〜１.８Ｄ、１〜１.７Ｄ又は１〜１.６Ｄであってもよい。組み換え構造タンパク質の密度は、例えば、１.３〜１.４［ｇ／ｃｍ３］であってもよく、１.３５［ｇ／ｃｍ３］又は１.３４［ｇ／ｃｍ３］であってもよい。
本実施形態に係るマルチフィラメントは、紡糸後に不可逆的に収縮された収縮履歴を有していてもよい。該収縮履歴は、マルチフィラメントを水と接触させることで不可逆的に収縮された収縮履歴であるか、及び／又はマルチフィラメントを加熱弛緩させることで不可逆的に収縮された収縮履歴である。本実施形態に係るマルチフィラメントは、例えば、上述の製造方法により得られるものであるため、紡糸過程での延伸により生じる残留応力を実質的に含まないものである。
＜収縮率＞
本実施形態に係る紡糸後に不可逆的に収縮された収縮履歴を有するマルチフィラメントは、下記式で定義される収縮率が５％以下であることが好ましい。なお、下記式中のマルチフィラメントは、紡糸後に不可逆的に収縮された収縮履歴を有するマルチフィラメントである。
収縮率［％］＝（１−（湿潤状態から乾燥した際のマルチフィラメントの長さ／湿潤状態にした際のマルチフィラメントの長さ））×１００
繊維の水分との接触による収縮性は、例えば、上記式で求められる収縮率を指標として評価することができる。「湿潤状態にした際のマルチフィラメントの長さ」及び「湿潤状態から乾燥した際のマルチフィラメントの長さ」は、例えば、以下の方法により測定することができる。
マルチフィラメントを長さ約３０ｃｍにカットし、繊維束とする。この繊維束を４０℃の水に１５分間浸漬（湿潤）し、室温で２時間おいて乾燥させる。乾燥後、繊維束の長さを測定する。再度、湿潤、乾燥を少なくとも３回繰り返し、湿潤時の平均の長さを「湿潤状態にした際のマルチフィラメントの長さ」とし、乾燥時の平均の長さを「湿潤状態から乾燥した際のマルチフィラメントの長さ」とすることができる。
マルチフィラメントにおいて、このような収縮が少ない程好ましいが、特にマルチフィラメントからなる織物等の製品においては、この収縮が少ないことが好ましい。
上記式で定義する収縮率は、５．０％以下であることが好ましく、４．５％以下、４％以下、３．５％以下、３．２％以下、３．１％以下、３．０％以下、２．９％以下、２．８％以下、２．７％以下、２．６％以下、２．５％以下、２．４％以下、２．３％以下、２．２％以下、２．１％以下、２．０％以下、１．９％以下、１．８％以下、１．７％以下、１．６％以下、１．５％以下、１．４％以下、１．３％以下、１．２％以下、１．１％以下、１．０％以下、０．９％以下、０．８％以下、０．７％以下、０．６％以下、０．５％以下、０．４％以下、又は０．３％以下であってもよい。
〔製品〕
本実施形態に係る改変フィブロインマルチフィラメントは、繊維又は糸（紡績糸、撚糸、仮撚糸、加工糸、混繊糸、又は混紡糸等）として、織物（布帛）、編み物、組み物、若しくは不織布等、並びに紙及び綿等に応用できる。また、ロープ、手術用縫合糸、電気部品用の可撓性止め具、さらには移植用生理活性材料（例えば、人工靭帯及び大動脈バンド）等の高強度用途にも応用できる。これらは、公知の方法に準じて製造することができる。
改変フィブロイン繊維は、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以上であってもよい。上記の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。
改変フィブロイン繊維は、下記式Ａに従って求められる最高吸湿発熱度が０．０２５℃／ｇ超であってよく、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。
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）
改変フィブロイン繊維は、優れた保温性を有することが好ましく、下記式Ｃに従って求められる保温性指数が０．２０以上であってよい。
式Ｃ： 保温性指数＝保温率（％）／試料の目付け（ｇ／ｍ２）
改変フィブロイン繊維の保温性指数は、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。
〔改変フィブロインの製造〕
（１）発現ベクターの作製
ネフィラ・クラビペス（Ｎｅｐｈｉｌａ ｃｌａｖｉｐｅｓ）由来のフィブロイン（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号：Ｐ４６８０４．１、ＧＩ：１１７４４１５）の塩基配列及びアミノ酸配列に基づき、配列番号４０を有する改変クモ糸フィブロイン（以下、「ＰＲＴ９６６」ともいう。）及び配列番号１５を有する改変クモ糸フィブロイン（以下、ＰＲＴ７９９ともいう。）を設計した。なお、配列番号４０で示されるアミノ酸配列は、疎水度の向上を目的として、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に置換した配列を有し、さらにＮ末端に配列番号１１で示されるアミノ酸配列(タグ配列及びヒンジ配列)が付加されている。配列番号１５で示されるアミノ酸配列は、ネフィラ・クラビペス由来のフィブロインのアミノ酸配列に対して、生産性の向上を目的としてアミノ酸残基の置換、挿入及び欠失を施したアミノ酸配列を有し、さらにＮ末端に配列番号１１で示されるアミノ酸配列（タグ配列及びヒンジ配列）が付加されている。
次に、設計した配列番号４０及び配列番号１５でアミノ酸配列を有する人造構造タンパク質（改変フィブロイン）ＰＲＴ９６６及びＰＲＴ７９９をコードする核酸を合成した。当該核酸には、５’末端にＮｄｅＩサイト及び終止コドン下流にＥｃｏＲＩサイトを付加した。当該核酸をクローニングベクター（ｐＵＣ１１８）にクローニングした。その後、同核酸をＮｄｅＩ及びＥｃｏＲＩで制限酵素処理して切り出した後、それぞれ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。
（２）改変フィブロインの発現
（１）で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。
Figure 2020162626
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。
Figure 2020162626
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。
（３）改変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（ＰＲＴ９６６及びＰＲＴ７９９）を得た。
〔改変フィブロインマルチフィラメントの製造〕
（１）紡糸原液（ドープ液）の調製
上記改変フィブロインの製造工程で得られた改変フィブロイン（ＰＲＴ９６６）２６質量％と、溶解用溶媒としてのギ酸（株式会社朝日化学社製、純度９８％）７４質量％とを混合し、攪拌しながら４０℃のアルミブロックヒーターで１時間加温し、溶解させた。目開き１μｍの金属フィルターで濾過し、脱泡して紡糸原液を得た。
（２）乾湿式紡糸
（実施例１）
図６に示す紡糸装置を用いて紡糸した。調製した紡糸原液をリザーブタンク（貯槽）に充填し、ギアポンプを用いて孔数１００ホールを有する紡糸ノズル（紡糸口金）から、エアギャップを介して紡糸原液を凝固浴槽中に吐出させ、原糸を形成させた。次いで、凝固させた原糸を水洗浄浴中で延伸した。水洗浄浴中における洗浄及び延伸後、乾熱板を用いて乾燥させ、得られた改変フィブロインマルチフィラメントをワインダーで巻き取った。マルチフィラメントの構成本数は１００本であった。乾湿式紡糸の条件は以下のとおりであった。
紡糸口金の孔径：０.０８ｍｍ
紡糸ノズルの孔数：１００
凝固液：１００％メタノール
凝固液の温度：１０℃
水洗浄浴の温度：４０℃
延伸浴の温度：４０℃
総延伸倍率：４.４倍
乾燥温度：７０℃
（実施例２）
孔径０.１ｍｍ及び孔数３６０ホールを有する紡糸ノズルを用い、総延伸倍率を５.３倍とした他は、実施例１と同様にして乾湿式紡糸を行い、改変フィブロインマルチフィラメントを製造した。マルチフィラメントの構成本数は３６０本であった。
（３）湿式紡糸
（実施例３）
図７に示す紡糸装置を用いて紡糸した。調製した紡糸原液をリザーブタンクに充填し、ギアポンプを用いて孔数２００ホールを有する紡糸ノズルから、紡糸原液を凝固浴槽中で吐出させ、原糸（糸条）を形成させた。次いで、凝固させた原糸を水洗浄浴中で延伸した。水洗浄浴中における洗浄及び延伸後、乾熱板を用いて乾燥させ、得られた改変フィブロインマルチフィラメントをワインダーで巻き取った。マルチフィラメントの構成本数は２００本であった。また、得られたマルチフィラメントはフィラメント軸方向に延びる凹部が表面に形成されていた。湿式紡糸の条件は以下のとおりであった。
紡糸ノズルの孔径：０.０５ｍｍ
紡糸ノズルの孔数：２００
凝固液：硫酸ナトリウム１４．４質量％及び水６５．６質量％（１８質量％硫酸ナトリウム水溶液が８０質量％）、並びにギ酸２０質量％の混合溶液
凝固液の温度：４０℃
水洗浄浴の温度：４０℃
延伸浴の温度：６０℃
総延伸倍率：４.３倍
乾燥温度：６０℃
（実施例４）
孔径０.１ｍｍ及び孔数１，０００ホールを有する紡糸ノズルを用い、総延伸倍率を６.２倍とした他は、実施例３と同様にして湿式紡糸を行い、改変フィブロインマルチフィラメントを製造した。得られたマルチフィラメントの構成本数は１，０００本であった。また、得られたマルチフィラメントはフィラメント軸方向に延びる凹部が表面に形成されていた（図１３）。
（実施例９）
紡糸原液（ドープ液）の濃度を３１質量％とし、孔径０.０８ｍｍ及び孔数１，６６４ホールを有する紡糸ノズルを用い、総延伸倍率を５.７倍とした他は、実施例３と同様にして湿式紡糸を行い、マルチフィラメントを製造した。得られたマルチフィラメントの構成本数は１，６６４本であった。
（実施例１０）
紡糸原液（ドープ液）の濃度を３１質量％とし、孔径０.１ｍｍ及び孔数２，３２８ホールを有する紡糸ノズルを用い、総延伸倍率を５.７倍とした他は、実施例３と同様にして湿式紡糸を行い、マルチフィラメントを製造した。得られたマルチフィラメントの構成本数は２，３２８本であった。
（実施例１１）
紡糸原液（ドープ液）の濃度を３１質量％とし、孔径０.０８ｍｍ及び孔数３，０００ホールを有する紡糸ノズルを用い、総延伸倍率を５.７倍とした他は、実施例３と同様にして湿式紡糸を行い、マルチフィラメントを製造した。得られたマルチフィラメントの構成本数は３，０００本であった。マルチフィラメントの断面図を図１４に示した。
〔改変フィブロインマルチフィラメントの評価〕
実施例１〜４及び実施例９〜１１で得られた改変フィブロインマルチフィラメントの弾性率［ｇｆ／Ｄ］、強度［ｇ／Ｄ］、破断伸度［％］及び繊度［Ｄ］を測定した。以下の式を用いて、弾性率の変動係数、強度の変動係数、破断伸度の変動係数、及び繊度の変動係数をそれぞれ算出した。
弾性率の変動係数（ＣＶ）［％］＝弾性率の標準偏差／弾性率の平均値×１００
強度の変動係数（ＣＶ）［％］＝強度の標準偏差／強度の平均値×１００
伸度の変動係数（ＣＶ）［％］＝伸度の標準偏差／伸度の平均値×１００
繊度の変動係数（ＣＶ）［％］＝繊度の標準偏差／繊度の平均値×１００
なお、用いた改変フィブロインの密度［ｇ／ｃｍ３］は、１.３４［ｇ／ｃｍ３］であった。
改変フィブロインマルチフィラメントの弾性率［ｇｆ／Ｄ］、強度［ｇ／Ｄ］、及び破断伸度［％］の測定、及び各標準偏差の算出は、ＪＩＳ Ｌ１０１３に基づき、インストロン社製３３４５シリーズの引張試験機を用いて行なった。試験条件は、温度２０℃、相対湿度６５％の環境下、試験長３００ｍｍ、試験速度３００ｍｍ／分とし、実施例１及び３はロードセル容量１０Ｎ、実施例２、４及び実施例９〜１１はロードセル容量５０Ｎを用いて測定した。改変フィブロインマルチフィラメントの繊度［Ｄ］の算出は、温度２０℃、相対湿度６５％の環境下で、３ｍの長さにカットしたマルチフィラメントの質量を測定し、９，０００ｍあたりの質量に換算して算出した。実施例１〜４の改変フィブロインマルチフィラメントの各物性の平均値は、サンプル数ｎ＝５の平均値として算出した。実施例９のマルチフィラメントの各物性の平均値は、サンプル数ｎ＝１０の平均値として算出した。実施例１０のマルチフィラメントの各物性の平均値は、サンプル数ｎ＝１５の平均値として算出した。実施例１１のマルチフィラメントの各物性の平均値は、サンプル数ｎ＝３０の平均値として算出した。測定したマルチフィラメントの物性の各平均値（弾性率の平均値、強度の平均値、伸度の平均値及び繊度の平均値）を用いて、上述の式より各変動係数の値を算出した。各変動係数の評価結果を表６に示した。また、表７に実施例１〜４及び９〜１１の破断伸度［％］と繊度［Ｄ］の平均値及び標準偏差を示した。
Figure 2020162626
表６に示したとおり、孔数１００〜３，０００を有する紡糸ノズルを用いることで、生産性を劇的に向上させることができた。さらに、得られたマルチフィラメント（実施例１〜４及び実施例９〜１１）は、弾性率の変動係数（ＣＶ）が１.２〜４.７、強度の変動係数（ＣＶ）が０.８〜２.２、伸度の変動係数（ＣＶ）が２.６〜５.３、及び繊度の変動係数（ＣＶ）が０.０４〜２．６であり、マルチフィラメントの物性値のバラツキは極めて少なく、品質安定性に顕著に優れていた。
Figure 2020162626
（実施例５〜８）
（４）収縮工程及び乾燥工程
実施例１〜４で得られた改変フィブロインのマルチフィラメントを、長さ約３０ｃｍにカットし、各マルチフィラメント束を４０℃の水に９０秒浸漬し収縮させた。その後、各マルチフィラメント束を水中から取り出して乾燥させ、乾燥後の各マルチフィラメント束の長さを測定した。
（５）不可逆的な収縮履歴を有するマルチフィラメントの収縮性評価
上記（４）で得られた改変フィブロインマルチフィラメントの収縮性は、以下の方法で求められる収縮率を指標として評価した。サンプル数をｎ＝３とし、下記式に従って算出した。算出結果を表８に示した。
収縮率［％］＝（１−（湿潤状態から乾燥した際のマルチフィラメントの長さ／湿潤状態にした際のマルチフィラメントの長さ））×１００
Figure 2020162626
表８に示したとおり、収縮処理後の改変フィブロインマルチフィラメントの収縮率は、±０．４％以内であり（実施例５〜８）、水分に対する優れた寸法安定性を有していた。以上のとおり、不可逆的な収縮履歴を有するマルチフィラメントは、水分に対する寸法安定性に優れ、かつマルチフィラメントの物性値の相対的なばらつきが極めて小さく、品質安定性に顕著に優れていることが示された。
試験例１〜３：ドープ液の剥離性試験
（１）ドープ液の調製
上記改変フィブロインの製造工程で得られた改変フィブロイン（ＰＲＴ９６６）３１質量％と、溶解用溶媒としてのギ酸（株式会社朝日化学工業所製、純度９９％）６９質量％とを混合し、攪拌しながら４０℃のアルミブロックヒーターで１時間加温し、溶解させた。目開き１μｍの金属フィルターで濾過し、脱泡してドープ液を調製した。
（２）剥離性試験
紡糸ノズル（紡糸口金）の材質に対するドープ液の剥離性の評価を行った。材質の異なる円形の試験片の表面に、約φ１５ｍｍの範囲内でドープ液をそれぞれ滴下した。これらを凝固液中に沈め、５秒経過後に凝固液中で各試験片表面からドープ液（半凝固物）を引き剥がした。ドープ液（半凝固物）を引き剥がす際に要した力の程度により、紡糸ノズル材質に対するドープ液の剥離性を評価した。用いた紡糸ノズルの材質と評価結果を表９に示した。凝固液は、濃度１８質量％の硫酸ナトリウム水溶液とギ酸をそれぞれ８０質量％と２０質量％の割合で混合した混合溶液とした。剥離性の評価指標は以下のとおりとした。
○：剥離性が良好（軽い力でドープ液（半凝固物）を剥離可能）
△：剥離性が悪い（○評価の材質に比べて、ドープ液（半凝固物）の剥離に大きな力を要する）
Figure 2020162626
表９に示したとおり、紡糸ノズルの材質をＰｔ／Ａｕとした場合に比べて、紡糸ノズルの材質をハステロイ又はＳＵＳ３１６Ｌとした方が、軽い力で試験片表面からドープ液（半凝固物）を剥離させることが可能であり、ドープ液の剥離性により優れることが確認された。このように、組み換え構造タンパク質は、Ｐｔ／Ａｕに接着（吸着）しやすい性質を有する。特に、改変フィブロインを含むドープ液を用いる場合には、紡糸ノズルの材質を改変フィブロインが剥離しやすい材質（ハステロイ又はＳＵＳ３１６Ｌ等）とすることで、ドープ液が紡糸ノズルに付着することで生じ得る紡糸ノズルの目詰まりをより防ぐことができ、紡糸安定性をさらに高めることができる。特に、１００を超える孔数を有する紡糸ノズルを用いて大規模な紡糸を行う際に好適である。
参考例１：改変フィブロインの燃焼性試験
塩化リチウムのジメチルスルホキシド溶液（濃度：４．０質量％）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時間混合することにより、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。
得られた紡糸原液を９０℃に加熱し、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。
原料繊維を撚り合せた撚糸を使用して、丸編機を使用した丸編みで編地（太さ：１８０デニール、ゲージ数：１８）を製造した。得られた編地を２０ｇ切り出して、試験片として使用した。
燃焼性試験は、「消防危５０号（平成７年５月３１日付け）」に記載の「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１０に示す。
Figure 2020162626
燃焼性試験の結果、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以上であると、難燃性であると知られている。改変フィブロインは、難燃性に優れていることが分かる。
参考例２：改変フィブロインの吸湿発熱性評価
塩化リチウムのジメチルスルホキシド溶液（濃度：４．０質量％）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時間混合することにより、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。
得られた紡糸原液を６０℃に加熱し、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。
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。
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それぞれ製造した。ＰＲＴ９１８繊維又はＰＲＴ７９９繊維を使用した編地の太さ及びゲージ数を表１１に示すとおりである。その他の原料繊維を使用した編地は、改変フィブロイン繊維の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。
Figure 2020162626
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。
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）
図１５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１５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。
各編地の最高吸湿発熱度の算出結果を表１２に示す。
Figure 2020162626
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。
参考例３：改変フィブロインの保温性評価
塩化リチウムのジメチルスルホキシド溶液（濃度：４．０質量％）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時間混合することにより、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。
得られた紡糸原液を６０℃に加熱し、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。
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。
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それぞれ製造した。ＰＲＴ９６６繊維又はＰＲＴ７９９繊維を使用した編地の番手、撚り本数、ゲージ数、目付けは、表１３に示すとおりである。その他の原料繊維を使用した編地は、改変フィブロイン繊維の編地とほぼ同一のカバーファクターとなるように調整した。具体的には、以下のとおりである。
Figure 2020162626
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の矩形に裁断した編地１枚を試験片（試料）として使用した。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、下記式Ｂに従い保温率（％）を算出した。
式Ｂ： 保温率（％）＝（１−ａ／ｂ）×１００
測定結果から、下記式Ｃに従って、保温性指数を求めた。
式Ｃ： 保温性指数＝保温率（％）／試料の目付け（ｇ／ｍ２）
保温性指数の算出結果を表１４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。
Figure 2020162626
表１４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。
参考例１〜３に示したとおり、改変フィブロインが改変クモ糸フィブロインであると、保温性、吸湿発熱性及び／又は難燃性がより優れるものとすることができる。改変クモ糸フィブロインを用いてマルチフィラメントとすることで、保温性、吸湿発熱性及び／又は難燃性により優れ、かつ品質安定性に極めて優れたマルチフィラメントを得ることができる。
１…押出し装置、２…未延伸糸製造装置、３…湿熱延伸装置、４…乾燥装置、６…ドープ液、１０…紡糸装置、２０…凝固浴槽、２１…延伸浴槽、２５…紡糸装置、３６…マルチフィラメント、３８…改変フィブロインマルチフィラメント、４０…製造装置、４２…フィードローラ、４４…ワインダー、４６…ウォーターバス、４８…乾燥機、５４…ヒータ、５６…テンションローラ、５８…ホットローラ、６０…加工装置、６２…乾燥装置、６４…乾熱板、１４０…弛緩収縮手段（加熱手段）、１４１…送出し手段、１４２…巻き取り手段、１４６…速度調節手段、１４７…温度調節手段。

Claims (15)

  1. 改変フィブロインを含み、１００本以上の構成単糸を有し、弾性率の変動係数が１５％以下であり、強度の変動係数が１５％以下であり、伸度の変動係数が３３％未満である、マルチフィラメント。
  2. 前記マルチフィラメントの伸度の変動係数が２０％以下である、請求項１に記載のマルチフィラメント。
  3. 前記マルチフィラメントの伸度の変動係数が１０％以下である、請求項１又は２に記載のマルチフィラメント。
  4. 前記マルチフィラメントの繊度の変動係数が２０％以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のマルチフィラメント。
  5. 前記マルチフィラメントの強度の変動係数が１０％以下であり、前記マルチフィラメントの弾性率の変動係数が１０％以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のマルチフィラメント。
  6. 前記改変フィブロインの平均疎水性指標が−０．８超である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のマルチフィラメント。
  7. 前記改変フィブロインが、改変クモ糸フィブロインである、請求項１〜６のいずれか１項に記載のマルチフィラメント。
  8. 紡糸後に不可逆的に収縮された収縮履歴を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のマルチフィラメント。
  9. 前記収縮履歴が、前記マルチフィラメントを水と接触させることで不可逆的に収縮された収縮履歴又は前記マルチフィラメントを加熱弛緩させることで不可逆的に収縮された収縮履歴である、請求項８に記載のマルチフィラメント。
  10. 紡糸後に不可逆的に収縮された収縮履歴を有するマルチフィラメントが、下記式で定義される収縮率が５％以下である、請求項８又は９に記載のマルチフィラメント。
    収縮率［％］=（１−（湿潤状態から乾燥した際のマルチフィラメントの長さ/湿潤状態にした際のマルチフィラメントの長さ））×１００
  11. 前記マルチフィラメントの繊度の変動係数が０.０１％〜６．５％である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のマルチフィラメント。
  12. 前記マルチフィラメントの強度の変動係数が０.０１％〜３．８％である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のマルチフィラメント。
  13. 組み換え構造タンパク質を含み、１００本以上の構成単糸を有し、伸度の変動係数が３３％未満である、マルチフィラメント。
  14. １００以上の孔数を有する紡糸ノズルから、改変フィブロイン及び溶媒を含む紡糸原液を吐出して凝固液に接触させ、前記改変フィブロインを凝固させる工程を含む、マルチフィラメントの製造方法。
  15. １００以上の孔数を有する紡糸ノズルから、組み換え構造タンパク質及び溶媒を含む紡糸原液を吐出して凝固液に接触させ、前記組み換え構造タンパク質を凝固させる工程を含む、マルチフィラメントの製造方法。
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