WO2019189248A1 - タンパク質成形体の製造方法及び目的タンパク質成形体 - Google Patents

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protein
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acid sequence
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隆之 室
佑之介 安部
敦斗 鈴木
原田　諭
奈緒 北原
秀人 石井
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Ｓｐｉｂｅｒ株式会社
小島プレス工業株式会社
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    • C07K—PEPTIDES
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    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/70—Vectors or expression systems specially adapted for E. coli

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a protein molded body and a target protein molded body.
  • fibers, films, porous bodies and the like are known as molded bodies using protein materials as polymer materials (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
  • a protein molded body may have various functions depending on the purpose of use.
  • an oil agent or the like may be applied to give gloss or the like to the fiber after molding.
  • a protein molded body (particularly protein fiber) in which gloss is suppressed has also been demanded.
  • a method for producing a protein compact with suppressed gloss has not been well known so far.
  • An object of the present invention is to provide a method capable of easily producing a protein compact with suppressed gloss.
  • the present inventors have found that a protein molded product with suppressed gloss can be obtained by using a protein solution containing a target protein, a void-forming substance and a solvent.
  • the present invention is based on this novel finding.
  • the present invention provides the following inventions, for example.
  • [1] The manufacturing method of a protein molded object provided with the process of forming the molded object of a target protein using the protein solution containing a target protein, a void formation substance, and a solvent.
  • [2] The method for producing a protein molded body according to [1], wherein the molded body is a fiber.
  • [3] The method for producing a protein molded body according to [1] or [2], wherein the void-forming substance is at least one selected from the group consisting of proteins other than the target protein, lipids, sugars, nucleic acids, and minerals.
  • [4] The method for producing a protein molded body according to any one of [1] to [3], wherein the content of the void-forming substance in the protein solution is 3 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the target protein.
  • [5] The production of a protein molded body according to any one of [1] to [4], wherein the void volume in the protein molded body is 3% by volume or more with respect to 100% by volume of the target protein in the protein molded body.
  • Method. The method for producing a protein compact according to any one of [1] to [5], wherein the target protein is a structural protein.
  • [7] The method for producing a protein compact according to [6], wherein the structural protein is spider silk fibroin.
  • a target protein molded body comprising a target protein and a void-forming substance, wherein the content of the void-forming substance is more than 1% by mass with respect to 100% by mass of the target protein.
  • the protein molded body according to [11], wherein the structural protein is spider silk fibroin.
  • the method for producing a protein molded body uses a protein solution containing a target protein (target protein), a void-forming substance and a solvent, and a target protein molded body (hereinafter referred to as “target protein molded body”). Step).
  • the target protein and the void-forming substance are molded together, and a structure derived from the void-forming substance is formed in the molded body.
  • a void means the structure originating in this void forming substance, and exists in the surface or inside of a protein molded object.
  • a void-forming substance may be present in the void.
  • the void may be a void from which part or all of the void-forming substance is removed.
  • the gloss of the target protein compact is suppressed. Since the target protein molded body has a suppressed gloss, it is excellent in dyeability. Furthermore, the target protein molded body has improved heat retention.
  • the type of the target protein is not particularly limited, and may be, for example, a structural protein.
  • the structural protein refers to a protein forming a biological structure or a protein derived therefrom. That is, the structural protein may be a naturally derived structural protein, and a modified protein obtained by modifying a part of the amino acid sequence (for example, 10% or less of the amino acid sequence) based on the amino acid sequence of the naturally derived structural protein. It may be.
  • structural proteins include fibroin, collagen, resilin, elastin and keratin, and proteins derived therefrom.
  • the fibroin may be, for example, one or more selected from the group consisting of silk fibroin, spider silk fibroin, and hornet silk fibroin.
  • the structural protein may be silk fibroin, spider silk fibroin or a combination thereof.
  • the fibroin according to the present embodiment includes naturally derived fibroin and modified fibroin.
  • naturally-occurring fibroin means fibroin having the same amino acid sequence as naturally-occurring fibroin
  • modified fibroin means fibroin having an amino acid sequence different from that of naturally-occurring fibroin. To do.
  • the fibroin according to the present embodiment is preferably spider silk fibroin.
  • Spider silk fibroin includes natural spider silk fibroin and modified fibroin derived from natural spider silk fibroin. Examples of natural spider silk fibroin include spider silk protein produced by spiders.
  • the fibroin according to the present embodiment is, for example, a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m- (A) n motif. It may be a protein containing
  • an amino acid sequence (N-terminal sequence and C-terminal sequence) may be further added to either one or both of the N-terminal side and the C-terminal side of the domain sequence.
  • the N-terminal sequence and the C-terminal sequence are not limited to these, but are typically regions having no amino acid motif repeat characteristic of fibroin and consisting of about 100 amino acids.
  • domain sequence refers to a fibroin-specific crystal region (typically corresponding to the (A) n motif in the amino acid sequence) and an amorphous region (typically in the REP of the amino acid sequence).
  • (A) n motif represents an amino acid sequence mainly composed of alanine residues, and the number of amino acid residues is 2 to 27.
  • the number of amino acid residues of the n motif may be an integer of 2 to 20, 4 to 27, 4 to 20, 8 to 20, 10 to 20, 4 to 16, 8 to 16, or 10 to 16 .
  • the ratio of the number of alanine residues to the total number of amino acid residues in the (A) n motif may be 40% or more, such as 60% or more, 70% or more, 80% or more, 83% or more, 85% or more, It may be 86% or more, 90% or more, 95% or more, or 100% (meaning that it is composed only of alanine residues).
  • a plurality of (A) n motifs present in the domain sequence may be composed of at least seven alanine residues alone.
  • REP indicates an amino acid sequence composed of 2 to 200 amino acid residues.
  • REP may be an amino acid sequence composed of 10 to 200 amino acid residues.
  • m represents an integer of 2 to 300, and may be an integer of 10 to 300.
  • a plurality of (A) n motifs may have the same amino acid sequence or different amino acid sequences.
  • Plural REPs may have the same amino acid sequence or different amino acid sequences. Specific examples include a protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 15 (PRT799).
  • the hydropathic index of PRT799 (SEQ ID NO: 15) is -0.80.
  • the value of the hydropathic index is a value calculated according to the method described in International Publication No. 2014/103846.
  • Naturally occurring fibroin examples include a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m- (A) n motif. Mention may be made of proteins containing. Specific examples of naturally occurring fibroin include fibroin produced by insects or spiders.
  • fibroin produced by insects include, for example, Bombyx mori, Kwako (Bombyx mandaraina), Tengea (Antheraea yamanai), ⁇ ⁇ (Antereaperanii), ⁇ ⁇ (Eriothyraminey) ), Silkworms produced by silkworms, such as Samia cythia, chestnut worms (Caligula japonica), Chuser moth (Antherea mylitta), Antheraea assama, and vespax (Vespaxia spp.) Hornet silk protein.
  • fibroin produced by insects include silkworm fibroin L chain (GenBank accession number M76430 (base sequence) and AAA27840.1 (amino acid sequence)).
  • Fibroin produced by spiders includes, for example, spiders belonging to the genus spider (Araneus spp.) Such as the spider spider, the spider spider, the red spider spider, and the bean spider, the genus spiders of the genus Araneus, the spider spider spider, the spider spider genus e Spiders, spiders such as spiders, spiders belonging to the genus Spider, spiders belonging to the genus Pronos, spiders belonging to the genus Trinofunda, such as Torinofundamas (genus Cyrtarachne) Spiders belonging to the genus (Gasteracantha), spiders belonging to the genus Spider (Ordgarius genus), such as the spiders, the spiders, and the spiders belonging to the genus Ordgarius Spiders belonging to the genus Argiope, such as the genus Argiope, spiders belonging to the genus Arachnura, such as the white-tailed spider, spiders belonging to the
  • Spiders belonging to the genus Azumigumi (Menosira), spiders belonging to the genus Dyschiriognatha (genus Dyschiriognatha) such as the common spider spider, the black spider spider, the genus Spider genus belonging to the genus Spider belonging to the genus (L) and the genus Spider belonging to the genus (L) Produced by spiders belonging to the family Tetragnathidae such as spiders belonging to the genus Prostenops
  • Examples include spider silk protein.
  • the spider silk protein include dragline proteins such as MaSp (MaSp1 and MaSp2) and ADF (ADF3 and ADF4), MiSp (MiSp1 and MiSp2), and the like.
  • spider silk proteins produced by spiders include, for example, fibroin-3 (adf-3) [derived from Araneus diadematus] (GenBank accession numbers AAC47010 (amino acid sequence), U47855 (base sequence)), fibroin-4 (adf-4) [derived from Araneus diadematus] (GenBank accession number AAC47011 (amino acid sequence), U47856 (base sequence)), dragline silk protein spiroin 1 [derived from Nephila clavipes] (GenBank accession number 4) ), U37520 (base sequence)), major ampulate spidro n 1 [derived from Latroductus hesperus] (GenBank accession number ABR68856 (amino acid sequence), EF595246 (base sequence)), dragline silk protein spidolin 2 [derived from Nephila clavata (GenBank accession number AAL32 base sequence 44 AAL32 base sequence amino acid 44, amino acid sequence 44 AAL47)
  • Naturally derived fibroin include fibroin whose sequence information is registered in NCBI GenBank.
  • sequence information is registered in NCBI GenBank.
  • spidin, sample, fibroin, “silk and polypeptide”, or “silk and protein” is described as a keyword in DEFINITION from sequences including INV as DIVISION among the sequence information registered in NCBI GenBank. It can be confirmed by extracting a character string of a specific product from the sequence, CDS, and a sequence in which the specific character string is described from SOURCE to TISSUE TYPE.
  • the modified fibroin is, for example, a modified amino acid sequence based on the amino acid sequence of naturally occurring fibroin (for example, a modified amino acid sequence by modifying the gene sequence of a cloned naturally occurring fibroin). Alternatively, it may be one that is artificially designed and synthesized without relying on natural fibroin (for example, one having a desired amino acid sequence by chemically synthesizing a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence). .
  • the modified fibroin is, for example, a modification of the amino acid sequence corresponding to, for example, substitution, deletion, insertion and / or addition of one or more amino acid residues to the cloned natural fibroin gene sequence. Can be obtained at Substitution, deletion, insertion and / or addition of amino acid residues can be carried out by methods well known to those skilled in the art such as partial-directed mutagenesis. Specifically, Nucleic Acid Res. 10, 6487 (1982), Methods in Enzymology, 100, 448 (1983), and the like.
  • the modified fibroin may be, for example, a modified fibroin derived from a silk protein produced by a silkworm, or a modified fibroin derived from a spider silk protein produced by a spider.
  • modified fibroin examples include modified fibroin (first modified fibroin) derived from the large sphincter bookmark silk protein produced in the spider large bottle gland, modified fibroin with reduced glycine residue content (Second modified fibroin), (A) modified fibroin with reduced n- motif content (third modified fibroin), glycine residue content, and (A) n- motif content reduced
  • modified fibroin fourth modified fibroin
  • a modified fibroin having a domain sequence that locally includes a region having a large hydrophobicity index fifth modified fibroin
  • a domain sequence having a reduced glutamine residue content Modified fibroin may be mentioned.
  • the modified fibroin derived from the large sphincter bookmark silk protein produced in the spider large bottle-like gland includes a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m
  • the protein containing is mentioned.
  • n is preferably an integer of 3 to 20, more preferably an integer of 4 to 20, still more preferably an integer of 8 to 20, still more preferably an integer of 10 to 20.
  • An integer of ⁇ 16 is even more preferred, an integer of 8-16 is particularly preferred, and an integer of 10-16 is most preferred.
  • the number of amino acid residues constituting REP is preferably 10 to 200 residues, more preferably 10 to 150 residues, and 20 to 100 residues. More preferably, it is more preferably 20 to 75 residues.
  • the total number of glycine residues, serine residues and alanine residues contained in the amino acid sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m is an amino acid residue. The total number is preferably 40% or more, more preferably 60% or more, and even more preferably 70% or more.
  • the first modified fibroin comprises an amino acid sequence unit represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m , and the C-terminal sequence is represented by any one of SEQ ID NOs: 1 to 3, Alternatively, it may be a polypeptide that is an amino acid sequence having 90% or more homology with the amino acid sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 1 to 3.
  • the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 is identical to the amino acid sequence consisting of 50 amino acids at the C-terminal of the amino acid sequence of ADF3 (GI: 1263287, NCBI), and the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 is the sequence
  • the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 is identical to the amino acid sequence obtained by removing 20 residues from the C-terminal, and the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 has 29 residues removed from the C-terminal of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1. It is identical to the amino acid sequence.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 or (1-ii) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 has a sequence identity of 90% or more. Mention may be made of modified fibroin comprising an amino acid sequence having. The sequence identity is preferably 95% or more.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 is an amino acid sequence of ADF3 in which an amino acid sequence (SEQ ID NO: 5) consisting of a start codon, a His10 tag and an HRV3C protease (Human rhinovirus 3C protease) recognition site is added to the N-terminus.
  • the 13th repeat region was increased to approximately double, and the translation was mutated to terminate at the 1154th amino acid residue.
  • the C-terminal amino acid sequence of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 is identical to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3.
  • the modified fibroin (1-i) may be composed of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4.
  • the modified fibroin in which the content of glycine residues is reduced has an amino acid sequence in which the domain sequence of the modified fibroin has a reduced content of glycine residues compared to naturally occurring fibroin. It can be said that the second modified fibroin has an amino acid sequence corresponding to at least one or more glycine residues in REP substituted with another amino acid residue as compared with naturally occurring fibroin. .
  • the second modified fibroin has a domain sequence of GGX and GPGXX in REP (where G is a glycine residue, P is a proline residue, and X is an amino acid residue other than glycine) as compared to naturally occurring fibroin.
  • G is a glycine residue
  • P is a proline residue
  • X is an amino acid residue other than glycine
  • at least one glycine residue in at least one or more of the motif sequences is substituted with another amino acid residue. May be.
  • the ratio of the motif sequence in which the above glycine residue is replaced with another amino acid residue may be 10% or more with respect to the entire motif sequence.
  • the second modified fibroin comprises a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m , and is located on the most C-terminal side from the domain sequence (A) from the n motif to the domain sequence.
  • the number of alanine residues relative to the total number of amino acid residues in the n motif may be 83% or more, preferably 86% or more, more preferably 90% or more, and 95% or more. More preferably, it is 100% (meaning that it is composed only of alanine residues).
  • the second modified fibroin is preferably one in which the content ratio of the amino acid sequence consisting of XGX is increased by substituting one glycine residue of the GGX motif with another amino acid residue.
  • the content ratio of the amino acid sequence consisting of GGX in the domain sequence is preferably 30% or less, more preferably 20% or less, still more preferably 10% or less, % Or less is even more preferable, 4% or less is even more preferable, and 2% or less is particularly preferable.
  • the content ratio of the amino acid sequence consisting of GGX in the domain sequence can be calculated by the same method as the method for calculating the content ratio (z / w) of the amino acid sequence consisting of XGX below.
  • a fibroin modified fibroin or naturally-occurring fibroin containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m , (A) n located closest to the C-terminal side from the domain sequence
  • An amino acid sequence consisting of XGX is extracted from all REPs included in the sequence excluding the sequence from the motif to the C-terminal of the domain sequence.
  • z / w (%) can be calculated by dividing z by w.
  • z / w is preferably 50.9% or more, more preferably 56.1% or more, further preferably 58.7% or more, and 70% or more. It is still more preferable that it is 80% or more. Although there is no restriction
  • the second modified fibroin is obtained by, for example, modifying a cloned natural fibroin gene sequence so as to encode another amino acid residue by substituting at least a part of a base sequence encoding a glycine residue.
  • a glycine residue in GGX motif and GPGXX motif may be selected as a glycine residue to be modified, or substitution may be performed so that z / w is 50.9% or more.
  • an amino acid sequence satisfying the above-described aspect can be designed from the amino acid sequence of naturally derived fibroin, and a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence can be obtained by chemical synthesis.
  • one or more amino acid residues are further substituted or deleted.
  • the amino acid sequence corresponding to the insertion and / or addition may be modified.
  • the other amino acid residue is not particularly limited as long as it is an amino acid residue other than glycine residue, but valine (V) residue, leucine (L) residue, isoleucine (I) residue, methionine ( M) hydrophobic amino acid residues such as proline (P) residue, phenylalanine (F) residue and tryptophan (W) residue, glutamine (Q) residue, asparagine (N) residue, serine (S ) Residues, lysine (K) residues and glutamic acid (E) residues are preferred, and valine (V) residues, leucine (L) residues, isoleucine (I) residues and glutamine ( Q) residue is more preferable, and glutamine (Q) residue is more preferable.
  • modified fibroin (2-i) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9, or (2-ii) SEQ ID NO: 6, sequence Mention may be made of modified fibroin comprising an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in No. 7, SEQ ID No. 8 or SEQ ID No. 9.
  • the modified fibroin (2-i) will be described.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6 is obtained by substituting all GGX in REP of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 10 corresponding to naturally occurring fibroin with GQX.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 is the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6, wherein every two (A) n motifs are deleted from the N-terminal side to the C-terminal side, and further before the C-terminal sequence.
  • One [(A) n motif-REP] is inserted into the.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8 has two alanine residues inserted at the C-terminal side of each (A) n motif of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7, and a part of glutamine (Q) residues. Substituted with a serine (S) residue and a part of the amino acid at the N-terminal side was deleted so as to be almost the same as the molecular weight of SEQ ID NO: 7.
  • the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9 is a region of 20 domain sequences present in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11 (however, several amino acid residues on the C-terminal side of the region are substituted). Is a sequence in which a His tag is added to the C-terminal of the sequence repeated four times.
  • the value of z / w in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 10 (corresponding to naturally occurring fibroin) is 46.8%.
  • the z / w values of the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 6, the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 7, the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 8, and the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 9 are 58.7%, 70.1%, 66.1% and 70.0%.
  • the value of x / y at the ratio of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 9 (described later) 1: 1.8 to 11.3 is: 15.0%, 15.0%, 93.4%, 92.7% and 89.3%, respectively.
  • the modified fibroin (2-i) may be composed of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9.
  • the modified fibroin (2-ii) includes an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9.
  • the modified fibroin of (2-ii) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m .
  • the sequence identity is preferably 95% or more.
  • the modified fibroin of (2-ii) has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9, and is contained in REP (XGX ( Where X is an amino acid residue other than glycine.) Z / w where z is the total number of amino acid residues of the amino acid sequence consisting of z and w is the total number of amino acid residues of REP in the domain sequence. Is preferably 50.9% or more.
  • the second modified fibroin may contain a tag sequence at one or both of the N-terminal and C-terminal. This makes it possible to isolate, immobilize, detect and visualize the modified fibroin.
  • tag sequences include affinity tags that use specific affinity (binding property, affinity) with other molecules.
  • affinity tag include a histidine tag (His tag).
  • His tag is a short peptide with about 4 to 10 histidine residues, and has the property of binding specifically to metal ions such as nickel. Therefore, the isolation of modified fibroin by metal chelating chromatography (chelating metal chromatography) Can be used.
  • Specific examples of the tag sequence include the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12 (amino acid sequence including His tag sequence and hinge sequence).
  • GST glutathione-S-transferase
  • MBP maltose-binding protein
  • an “epitope tag” using an antigen-antibody reaction can also be used.
  • a peptide (epitope) exhibiting antigenicity as a tag sequence, an antibody against the epitope can be bound.
  • HA peptide sequence of hemagglutinin of influenza virus
  • myc tag peptide sequence of hemagglutinin of influenza virus
  • FLAG tag peptide sequence of hemagglutinin of influenza virus
  • a tag sequence that can be separated with a specific protease can also be used.
  • the modified fibroin from which the tag sequence has been separated can also be recovered.
  • modified fibroin containing the tag sequence (2-iii) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15, or (2-iv) Mention may be made of modified fibroin comprising an amino acid sequence having a sequence identity of 90% or more with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15.
  • amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 16, SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14 and SEQ ID NO: 15 are SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, respectively.
  • an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12 (including a His tag sequence and a hinge sequence) is added to the N-terminus of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9.
  • the modified fibroin (2-iii) may be composed of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15.
  • the modified fibroin (2-iv) includes an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15.
  • the modified fibroin of (2-iv) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m .
  • the sequence identity is preferably 95% or more.
  • the modified fibroin of (2-iv) has an XGX (which has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15 and is contained in REP ( Where X is an amino acid residue other than glycine.) Z / w where z is the total number of amino acid residues of the amino acid sequence consisting of z and w is the total number of amino acid residues of REP in the domain sequence. Is preferably 50.9% or more.
  • the second modified fibroin may contain a secretion signal for releasing the protein produced in the recombinant protein production system to the outside of the host.
  • the sequence of the secretion signal can be appropriately set according to the type of host.
  • a modified fibroin with a reduced content of n motif is a domain sequence whose amino acid sequence has a reduced content of n motif compared to naturally occurring fibroin (A) Has an array. It can be said that the domain sequence of the third modified fibroin has an amino acid sequence corresponding to the deletion of at least one or more (A) n motifs, as compared to naturally occurring fibroin.
  • the third modified fibroin may have an amino acid sequence corresponding to 10% to 40% deletion of the (A) n motif from naturally occurring fibroin.
  • the third modification fibroin its domain sequence, compared to the naturally occurring fibroin, at least from the N-terminal side toward the C-terminal one to three (A) n motif every one (A) n motif May have an amino acid sequence corresponding to deletion of.
  • the third modified fibroin has a domain sequence that is at least two consecutive from the N-terminal side to the C-terminal side compared to the naturally occurring fibroin (A) deletion of the n motif, and one (A ) It may have an amino acid sequence corresponding to the deletion of the n motif repeated in this order.
  • the third modified fibroin may have an amino acid sequence whose domain sequence corresponds to that at least every two (A) n motifs are deleted from the N-terminal side to the C-terminal side. .
  • the third modified fibroin includes a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m , and two adjacent [(A) n motifs from the N-terminal side toward the C-terminal side. -REP]
  • the ratio of the number of amino acid residues in the other REP is 1.8 to
  • x the maximum total value of the total number of amino acid residues of two adjacent [(A) n motif-REP] units that becomes 11.3
  • x the total number of amino acid residues in the domain sequence is y
  • it may have an amino acid sequence in which x / y is 20% or more, 30% or more, 40% or more, or 50% or more.
  • the number of alanine residues relative to the total number of amino acid residues in the n motif may be 83% or more, preferably 86% or more, more preferably 90% or more, and 95% or more. More preferably, it is 100% (meaning that it is composed only of alanine residues).
  • FIG. 1 shows a domain sequence obtained by removing N-terminal sequence and C-terminal sequence from fibroin.
  • the domain sequence is from the N-terminal side (left side): (A) n motif-first REP (50 amino acid residues)-(A) n motif-second REP (100 amino acid residues)-(A) n Motif-third REP (10 amino acid residues)-(A) n motif-fourth REP (20 amino acid residues)-(A) n motif-fifth REP (30 amino acid residues)-(A) It has a sequence called n motif.
  • FIG. 1 includes pattern 1 (comparison between the first REP and the second REP, and comparison between the third REP and the fourth REP), pattern 2 (comparison between the first REP and the second REP, and 4th REP and 5th REP), pattern 3 (2nd REP and 3rd REP comparison, 4th REP and 5th REP comparison), pattern 4 (first REP and Comparison of the second REP).
  • pattern 1 compare between the first REP and the second REP, and comparison between the third REP and the fourth REP
  • pattern 2 comparison between the first REP and the second REP, and 4th REP and 5th REP
  • pattern 3 (2nd REP and 3rd REP comparison, 4th REP and 5th REP comparison
  • pattern 4 first REP and Comparison of the second REP
  • the number of amino acid residues of each REP in the two adjacent [(A) n motif-REP] units selected is compared.
  • each pattern the number of all amino acid residues of two adjacent [(A) n motif-REP] units indicated by solid lines is added (not only REP but also (A) the number of amino acid residues of the n motif. is there.). Then, the total value added is compared, and the total value (maximum value of the total value) of the pattern having the maximum total value is set as x. In the example shown in FIG. 1, the total value of pattern 1 is the maximum.
  • x / y (%) can be calculated by dividing x by the total number of amino acid residues y of the domain sequence.
  • x / y is preferably 50% or more, more preferably 60% or more, still more preferably 65% or more, and even more preferably 70% or more. Preferably, it is still more preferably 75% or more, and particularly preferably 80% or more. There is no restriction
  • x / y is preferably 89.6% or more, and when the jagged ratio is 1: 1.8 to 3.4, x / y / Y is preferably 77.1% or more, and when the jagged ratio is 1: 1.9 to 8.4, x / y is preferably 75.9% or more, and the jagged ratio is 1 In the case of 1.9 to 4.1, x / y is preferably 64.2% or more.
  • a plurality of third modified fibroins are present in the domain sequence (A)
  • x / y is 46.4% or more It is preferably 50% or more, more preferably 55% or more, still more preferably 60% or more, still more preferably 70% or more, and more preferably 80% or more. It is particularly preferred.
  • one or a plurality of sequences encoding the n motif is deleted so that x / y is 64.2% or more from the cloned gene sequence of naturally occurring fibroin.
  • an amino acid sequence corresponding to the deletion of one or more (A) n motifs is designed so that x / y is 64.2% or more from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin. It can also be obtained by chemically synthesizing a nucleic acid encoding the amino acid sequence.
  • one or more amino acid residues are further substituted, deleted, inserted and / or added.
  • the amino acid sequence corresponding to this may be modified.
  • modified fibroin As more specific examples of the third modified fibroin, (3-i) SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9, or (3-ii) SEQ ID NO: 18, sequence Mention may be made of modified fibroin comprising an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in No. 7, SEQ ID No. 8 or SEQ ID No. 9.
  • the modified fibroin (3-i) will be described.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 18 is the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 10 corresponding to naturally occurring fibroin, wherein (A) n motif is deleted every two from the N-terminal side to the C-terminal side. Furthermore, one [(A) n motif-REP] is inserted in front of the C-terminal sequence.
  • the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7 is obtained by substituting all GGX in REP of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 18 with GQX.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8 has two alanine residues inserted at the C-terminal side of each (A) n motif of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7, and a part of glutamine (Q) residues. Substituted with a serine (S) residue and a part of the amino acid at the N-terminal side was deleted so as to be almost the same as the molecular weight of SEQ ID NO: 7.
  • the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9 is a region of 20 domain sequences present in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11 (however, several amino acid residues on the C-terminal side of the region are substituted). Is a sequence in which a His tag is added to the C-terminal of the sequence repeated four times.
  • the value of x / y in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 10 (corresponding to naturally-occurring fibroin) at a jagged ratio of 1: 1.8 to 11.3 is 15.0%.
  • the value of x / y in the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 18 and the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 7 are both 93.4%.
  • the value of x / y in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8 is 92.7%.
  • the value of x / y in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9 is 89.3%.
  • the z / w values in the amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 9 are 46.8%, 56.2%, 70.1% and 66. respectively. 1% and 70.0%.
  • the modified fibroin (3-i) may consist of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9.
  • the modified fibroin (3-ii) includes an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9.
  • the modified fibroin of (3-ii) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m .
  • the sequence identity is preferably 95% or more.
  • the modified fibroin of (3-ii) has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9, and from the N-terminal side to the C-terminal side
  • the number of amino acid residues of REP of two adjacent [(A) n motif-REP] units is sequentially compared, and the number of amino acid residues of REP having a small number of amino acid residues is 1, the other
  • x / y is 64.2% or more, where x is the maximum total value of the total number of bases and y is the total number of amino acid residues in the domain sequence.
  • the third modified fibroin may contain the tag sequence described above at one or both of the N-terminal and C-terminal.
  • modified fibroin containing the tag sequence (3-iii) SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15, or (3-iv) sequence Mention may be made of modified fibroin comprising an amino acid sequence having a sequence identity of 90% or more with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15.
  • amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 16, SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14 and SEQ ID NO: 15 are SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, respectively.
  • an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12 (including a His tag sequence and a hinge sequence) is added to the N-terminus of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9.
  • the modified fibroin may be composed of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15.
  • the modified fibroin (3-iv) includes an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15.
  • the modified fibroin of (3-iv) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m .
  • the sequence identity is preferably 95% or more.
  • the modified fibroin (3-iv) has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15, and from the N-terminal side to the C-terminal side.
  • the other X is the maximum total value of the total number of amino acid residues of two adjacent [(A) n motif-REP] units with a ratio of the number of amino acid residues of REP of 1.8 to 11.3.
  • x / y is preferably 64.2% or more.
  • the third modified fibroin may contain a secretion signal for releasing the protein produced in the recombinant protein production system to the outside of the host.
  • the sequence of the secretion signal can be appropriately set according to the type of host.
  • the content of glycine residues, and (A) n motifs modified fibroin content is reduced in the (fourth modified fibroin), the domain sequence is compared to the naturally occurring fibroin, (A) n motif In addition to having a reduced content of glycine residues, it has an amino acid sequence with a reduced content of glycine residues.
  • the domain sequence of the fourth modified fibroin has at least one or more (A) n motifs deleted as compared to naturally occurring fibroin, and at least one or more glycine residues in the REP. It can be said to have an amino acid sequence corresponding to the substitution with another amino acid residue.
  • the fourth modified fibroin includes the modified fibroin (second modified fibroin) in which the content of the glycine residue described above is reduced, and (A) the modified fibroin (third in which the content of the n motif is reduced). It is a modified fibroin having the characteristics of modified fibroin). Specific embodiments and the like are as described in the second modified fibroin and the third modified fibroin.
  • modified fibroin (4-i) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9, (4-ii) SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: Mention may be made of modified fibroin comprising an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in FIG.
  • modified fibroin comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9 are as described above.
  • a modified fibroin having a domain sequence including a region having a large hydrophobic index locally has a domain sequence of one or more amino acid residues in REP as compared to naturally occurring fibroin. Is replaced with an amino acid residue having a large hydrophobicity index and / or one or more amino acid residues having a large hydrophobicity index are inserted into REP. It may have an amino acid sequence including a region.
  • the region where the hydrophobic index is locally large is preferably composed of 2 to 4 amino acid residues.
  • the amino acid residue having a large hydrophobicity index is an amino acid selected from isoleucine (I), valine (V), leucine (L), phenylalanine (F), cysteine (C), methionine (M) and alanine (A). More preferably, it is a residue.
  • the fifth modified fibroin has one or more amino acid residues in REP substituted with amino acid residues having a higher hydrophobicity index and / or one or more in REP compared to naturally occurring fibroin.
  • substitution, deletion, insertion and / or addition of one or more amino acid residues as compared with naturally occurring fibroin There may be amino acid sequence modifications corresponding to the above.
  • the fifth modified fibroin is obtained by removing one or more hydrophilic amino acid residues (for example, amino acid residues having a negative hydrophobicity index) in the REP from the cloned natural fibroin gene sequence. It can be obtained by substituting a group (for example, an amino acid residue having a positive hydrophobicity index) and / or inserting one or more hydrophobic amino acid residues in REP.
  • hydrophilic amino acid residues for example, amino acid residues having a negative hydrophobicity index
  • a group for example, an amino acid residue having a positive hydrophobicity index
  • one or more hydrophilic amino acid residues in REP are substituted with hydrophobic amino acid residues from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin, and / or one or more hydrophobic amino acid residues in REP It can also be obtained by designing an amino acid sequence corresponding to insertion of, and chemically synthesizing a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence.
  • one or more hydrophilic amino acid residues in REP have been replaced with hydrophobic amino acid residues from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin and / or one or more hydrophobic amino acids in REP
  • the amino acid sequence corresponding to the substitution, deletion, insertion and / or addition of one or more amino acid residues may be further modified.
  • the fifth modified fibroin comprises a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m , and is located on the most C-terminal side (A) from the n motif to the C terminus of the domain sequence.
  • p is the total number of amino acid residues included in the region where the average value of the hydrophobicity index of four consecutive amino acid residues is 2.6 or more
  • (A) When the total number of amino acid residues contained in the sequence excluding the sequence from the n motif to the C terminus of the domain sequence, which is located at the most C-terminal side, from the domain sequence is q, p / q is 6 It may have an amino acid sequence that is 2% or more.
  • hydrophobicity index of amino acid residues As for the hydrophobicity index of amino acid residues, a known index (Hydropathy index: Kyte J, & Doolittle R (1982) “A simple method for displaying the hydropathic character of bio.p. 7”. 105-132). Specifically, the hydrophobicity index (hydropathic index, hereinafter also referred to as “HI”) of each amino acid is as shown in Table 1 below.
  • a sequence obtained by removing the sequence from the domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m to the most C-terminal side from the domain (A) n motif to the C terminus of the domain sequence. (Hereinafter referred to as “array A”).
  • array A the average value of the hydrophobicity index of four consecutive amino acid residues is calculated.
  • the average value of the hydrophobicity index is obtained by dividing the total HI of each amino acid residue contained in the four consecutive amino acid residues by 4 (number of amino acid residues).
  • the average value of the hydrophobicity index is obtained for all four consecutive amino acid residues (each amino acid residue is used for calculating the average value 1 to 4 times). Next, a region where the average value of the hydrophobicity index of four consecutive amino acid residues is 2.6 or more is specified. Even if a certain amino acid residue corresponds to a plurality of “four consecutive amino acid residues whose average value of hydrophobicity index is 2.6 or more”, it should be included as one amino acid residue in the region. become.
  • the total number of amino acid residues contained in the region is p.
  • the total number of amino acid residues contained in sequence A is q.
  • the average value of the hydrophobicity index of four consecutive amino acid residues is 2
  • p / q is preferably 6.2% or more, more preferably 7% or more, further preferably 10% or more, and preferably 20% or more. Even more preferably, it is still more preferably 30% or more.
  • the upper limit of p / q is not particularly limited, but may be 45% or less, for example.
  • the fifth modified fibroin is, for example, one or a plurality of hydrophilic amino acid residues (for example, a hydrophobicity index) in the REP so that the amino acid sequence of the naturally-derived fibroin thus cloned satisfies the above p / q condition. Is replaced with a hydrophobic amino acid residue (for example, an amino acid residue with a positive hydrophobicity index) and / or one or more hydrophobic amino acid residues are inserted in the REP By doing so, it can be obtained by locally modifying the amino acid sequence to include a region having a large hydrophobicity index.
  • hydrophilic amino acid residues for example, a hydrophobicity index
  • an amino acid sequence satisfying the above p / q conditions can be designed from the amino acid sequence of naturally derived fibroin, and a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence can be obtained by chemical synthesis.
  • one or more amino acid residues in REP were replaced with amino acid residues having a higher hydrophobicity index and / or one or more amino acid residues in REP.
  • modifications corresponding to substitution, deletion, insertion and / or addition of one or more amino acid residues may be performed. .
  • the amino acid residue having a large hydrophobicity index is not particularly limited, but isoleucine (I), valine (V), leucine (L), phenylalanine (F), cysteine (C), methionine (M) and alanine (A ) are preferred, and valine (V), leucine (L) and isoleucine (I) are more preferred.
  • modified fibroin As specific examples of the fifth modified fibroin, (5-i) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20 or SEQ ID NO: 21, or (5-ii) SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20 or SEQ ID NO: Mention may be made of modified fibroin comprising an amino acid sequence having a sequence identity of 90% or more with the amino acid sequence shown in FIG.
  • the modified fibroin (5-i) will be described.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 22 is an amino acid sequence in which alanine residues in the (A) n motif of (A) naturally derived fibroin are deleted so that the number of consecutive alanine residues is five.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 19 has two amino acid sequences (VLI) each consisting of 3 amino acid residues inserted into every other REP with respect to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 22, and represented by SEQ ID NO: 22. A part of amino acids on the C-terminal side are deleted so that the molecular weight of the amino acid sequence is almost the same.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 23 is obtained by inserting two alanine residues at the C-terminal side of each (A) n motif with respect to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 22, and further adding some glutamine (Q) residues. A group is substituted with a serine (S) residue, and a part of amino acids on the C-terminal side is deleted so as to be approximately the same as the molecular weight of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 22.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 20 is obtained by inserting one amino acid sequence (VLI) consisting of 3 amino acid residues every other REP to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 23.
  • the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 21 is obtained by inserting two amino acid sequences (VLI) each consisting of 3 amino acid residues into the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 23 every other REP.
  • the modified fibroin (5-i) may be composed of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20 or SEQ ID NO: 21.
  • the modified fibroin (5-ii) comprises an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20 or SEQ ID NO: 21.
  • the modified fibroin of (5-ii) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m .
  • the sequence identity is preferably 95% or more.
  • the modified fibroin of (5-ii) has a sequence identity of 90% or more with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20 or SEQ ID NO: 21, and is located on the most C-terminal side (A) n
  • the amino acids included in the region where the average value of the hydrophobicity index of 4 consecutive amino acid residues is 2.6 or more P is the total number of residues
  • P / q is preferably 6.2% or more.
  • the fifth modified fibroin may contain a tag sequence at one or both of the N-terminal and C-terminal.
  • modified fibroin containing a tag sequence (-iii) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 24, SEQ ID NO: 25 or SEQ ID NO: 26, or (5-iv) SEQ ID NO: 24, sequence Mention may be made of modified fibroin comprising an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in No. 25 or SEQ ID No. 26.
  • amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 24, SEQ ID NO: 25, and SEQ ID NO: 26 are the amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 12 at the N-terminus of the amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20, and SEQ ID NO: 21, respectively (His tag). Including a sequence and a hinge sequence).
  • the modified fibroin may consist of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 24, SEQ ID NO: 25 or SEQ ID NO: 26.
  • the modified fibroin (5-iv) includes an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 24, SEQ ID NO: 25 or SEQ ID NO: 26.
  • the modified fibroin of (5-iv) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m .
  • the sequence identity is preferably 95% or more.
  • the modified fibroin (5-iv) has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 24, SEQ ID NO: 25 or SEQ ID NO: 26, and is located at the most C-terminal side (A) n
  • the amino acids included in the region where the average value of the hydrophobicity index of 4 consecutive amino acid residues is 2.6 or more P is the total number of residues
  • P / q is preferably 6.2% or more.
  • the fifth modified fibroin may contain a secretion signal for releasing the protein produced in the recombinant protein production system to the outside of the host.
  • the sequence of the secretion signal can be appropriately set according to the type of host.
  • the modified fibroin having a domain sequence in which the content of glutamine residues is reduced (sixth modified fibroin) has an amino acid sequence in which the content of glutamine residues is reduced compared to naturally occurring fibroin.
  • the sixth modified fibroin preferably contains at least one motif selected from GGX motif and GPGXX motif in the amino acid sequence of REP.
  • the content ratio of the GPGXX motif is usually 1% or more, may be 5% or more, and is preferably 10% or more.
  • the upper limit of GPGXX motif content rate 50% or less may be sufficient and 30% or less may be sufficient.
  • the “GPGXX motif content” is a value calculated by the following method.
  • Formula 1 [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m-
  • A) In the fibroin containing the domain sequence represented by the n motif, the most C-terminal side (A) In all REPs included in the sequence excluding the sequence from the n motif to the C-terminal of the domain sequence from the domain sequence, the total number of GPGXX motifs included in the region is tripled (ie, (Corresponding to the total number of G and P in the GPGXX motif) is defined as s, the sequence from the (A) n motif located at the most C-terminal side to the C-terminus of the domain sequence is excluded from the domain sequence, and (A) the n motif
  • the content ratio of GPGXX motif is calculated as s / t, where t is the total number of amino acid residues of all REPs removed.
  • “A sequence located at the most C-terminal side (A) excluding the sequence from the n motif to the C-terminal of the domain sequence from the domain sequence” (A)
  • the sequence from the n motif to the C terminus of the domain sequence ”(sequence corresponding to REP) may include a sequence that is not highly correlated with the sequence characteristic of fibroin, and m is small In this case (that is, when the domain sequence is short), the calculation result of the content ratio of the GPGXX motif is affected, so this influence is excluded.
  • the “GPGXX motif” is located at the C-terminus of REP, even if “XX” is, for example, “AA”, it is treated as “GPGXX motif”.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the domain sequence of fibroin.
  • the calculation method of the content ratio of GPGXX motif will be specifically described with reference to FIG.
  • all REPs are “most C-terminally located ( A) GPGXX for calculating s because it is included in the “sequence excluding the sequence from the n motif to the C-terminal of the domain sequence from the domain sequence” (the sequence indicated by “region A” in FIG. 3).
  • the sixth modified fibroin preferably has a glutamine residue content of 9% or less, more preferably 7% or less, still more preferably 4% or less, and particularly preferably 0%. .
  • the “glutamine residue content” is a value calculated by the following method.
  • Formula 1 [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m- (A) In the fibroin containing the domain sequence represented by the n motif, the most C-terminal side Located in (A) all REPs included in the sequence (sequence corresponding to “region A” in FIG.
  • the total number of glutamine residues is u, the sequence from the (A) n- motif located at the most C-terminal side to the C-terminus of the domain sequence is removed from the domain sequence, and (A) the amino acid residues of all REPs excluding the n- motif
  • the glutamine residue content is calculated as u / t. In the calculation of the glutamine residue content rate, the reason why "A sequence located at the most C-terminal side (A) excluding the sequence from the n motif to the C-terminus of the domain sequence from the domain sequence" is the reason described above. It is the same.
  • the sixth modified fibroin corresponds to its domain sequence having one or more glutamine residues in REP deleted or replaced with other amino acid residues compared to naturally occurring fibroin. It may have an amino acid sequence.
  • the “other amino acid residue” may be an amino acid residue other than a glutamine residue, but is preferably an amino acid residue having a larger hydrophobicity index than the glutamine residue. Table 1 shows the hydrophobicity index of amino acid residues.
  • amino acid residues having a larger hydrophobicity index than glutamine residues include isoleucine (I), valine (V), leucine (L), phenylalanine (F), cysteine (C), methionine (M ), Alanine (A), glycine (G), threonine (T), serine (S), tryptophan (W), tyrosine (Y), proline (P) and histidine (H).
  • an amino acid residue selected from isoleucine (I), valine (V), leucine (L), phenylalanine (F), cysteine (C), methionine (M) and alanine (A) is more preferable. More preferred is an amino acid residue selected from among isoleucine (I), valine (V), leucine (L) and phenylalanine (F).
  • the hydrophobicity of REP is preferably ⁇ 0.8 or more, more preferably ⁇ 0.7 or more, still more preferably 0 or more, and 0.3 or more. It is still more preferable that it is and it is especially preferable that it is 0.4 or more.
  • the “hydrophobicity of REP” is a value calculated by the following method.
  • Formula 1 [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m- (A) In the fibroin containing the domain sequence represented by the n motif, the most C-terminal side (A) In all REPs included in the sequence (sequence corresponding to “region A” in FIG. 3) obtained by removing the sequence from the n motif to the C-terminal of the domain sequence from the domain sequence (each corresponding to “region A” in FIG.
  • each amino acid in the region Let v be the sum of the hydrophobicity indices of the residues, remove the sequence from the (A) n motif located at the most C-terminal side to the C-terminus of the domain sequence from the domain sequence, and (A) all REPs excluding the n motif
  • the hydrophobicity of REP is calculated as v / t, where t is the total number of amino acid residues.
  • the reason why “A sequence located at the most C-terminal side (A) excluding the sequence from the n motif to the C-terminal of the domain sequence from the domain sequence” is the reason described above. It is the same.
  • the sixth modified fibroin has its domain sequence deleted one or more glutamine residues in REP and / or one or more glutamine residues in REP compared to naturally occurring fibroin.
  • modifications corresponding to substitution of other amino acid residues there may also be amino acid sequence modifications corresponding to substitution, deletion, insertion and / or addition of one or more amino acid residues. .
  • the sixth modified fibroin is, for example, deleting one or more glutamine residues in REP from the cloned gene sequence of naturally occurring fibroin and / or other one or more glutamine residues in REP. It can obtain by substituting to the amino acid residue.
  • one or more glutamine residues in REP are deleted from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin, and / or one or more glutamine residues in REP are replaced with other amino acid residues.
  • it can also be obtained by designing a corresponding amino acid sequence and chemically synthesizing a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence.
  • the sixth modified fibroin (6-i) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31, SEQ ID NO: 32 or SEQ ID NO: 33
  • (6-ii) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31, SEQ ID NO: 32 or SEQ ID NO: 33 and 90% or more of the sequence Mention may be made of modified fibroin comprising amino acid sequences having identity.
  • the (6-i) modified fibroin will be described.
  • the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7 is based on the base sequence and amino acid sequence of Nephila clapes (GenBank accession numbers: P46804.1, GI: 1174415), which is a naturally occurring fibroin, based on (A) n
  • the amino acid sequence in which the alanine residue in the motif is continued is modified with an amino acid to improve productivity, such as the number of consecutive alanine residues is five.
  • Met-PRT410 since Met-PRT410 has not altered the glutamine residue (Q), the glutamine residue content is comparable to the glutamine residue content of naturally occurring fibroin.
  • the amino acid sequence (M_PRT888) represented by SEQ ID NO: 27 is obtained by replacing all QQs in Met-PRT410 (SEQ ID NO: 7) with VL.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 28 (M_PRT965) is obtained by substituting all QQs in Met-PRT410 (SEQ ID NO: 7) with TS and replacing the remaining Q with A.
  • the amino acid sequence (M_PRT889) shown in SEQ ID NO: 29 is obtained by substituting all QQs in Met-PRT410 (SEQ ID NO: 7) with VL and replacing the remaining Q with I.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 30 (M_PRT916) is obtained by substituting all QQs in Met-PRT410 (SEQ ID NO: 7) with VI and replacing the remaining Q with L.
  • the amino acid sequence (M_PRT918) represented by SEQ ID NO: 31 is obtained by replacing all QQs in Met-PRT410 (SEQ ID NO: 7) with VF and replacing the remaining Q with I.
  • the amino acid sequence (M_PRT525) represented by SEQ ID NO: 34 is obtained by inserting two alanine residues into a region (A 5 ) where alanine residues are continuous with respect to Met-PRT410 (SEQ ID NO: 7).
  • the two C-terminal domain sequences were deleted and 13 glutamine residues (Q) were replaced with serine residues (S) or proline residues (P) so that they were almost the same as those in FIG.
  • the amino acid sequence (M_PRT699) represented by SEQ ID NO: 32 is obtained by substituting VL for all QQs in M_PRT525 (SEQ ID NO: 34).
  • the amino acid sequence (M_PRT698) represented by SEQ ID NO: 33 is obtained by substituting all QQs in M_PRT525 (SEQ ID NO: 34) with VL and replacing the remaining Q with I.
  • amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31, SEQ ID NO: 32 and SEQ ID NO: 33 all have a glutamine residue content of 9% or less (Table 2). ).
  • the modified fibroin (6-i) may be composed of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31, SEQ ID NO: 32 or SEQ ID NO: 33. .
  • the modified fibroin of (6-ii) has a sequence identity of 90% or more with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31, SEQ ID NO: 32 or SEQ ID NO: 33
  • the amino acid sequence having The modified fibroin of (6-ii) is also represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m or the formula 2: [(A) n motif-REP] m- (A) n motif.
  • the sequence identity is preferably 95% or more.
  • the modified fibroin (6-ii) preferably has a glutamine residue content of 9% or less.
  • the modified fibroin (6-ii) preferably has a GPGXX motif content of 10% or more.
  • the sixth modified fibroin may contain a tag sequence at one or both of the N-terminal and C-terminal. This makes it possible to isolate, immobilize, detect and visualize the modified fibroin.
  • modified fibroin containing the tag sequence (6-iii) SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39, SEQ ID NO: 40 or SEQ ID NO: 41
  • a modified fibroin comprising the amino acid sequence shown or (6-iv) SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39, SEQ ID NO: 40 or SEQ ID NO: 41 and 90 Mention may be made of modified fibroin comprising an amino acid sequence having a sequence identity of at least%.
  • amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39, SEQ ID NO: 40, and SEQ ID NO: 41 are SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, respectively.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12 (including His tag sequence and hinge sequence) is added to the N-terminus of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 31, SEQ ID NO: 32 and SEQ ID NO: 33.
  • the modified fibroin of (6-iii) may be composed of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39, SEQ ID NO: 40, or SEQ ID NO: 41. .
  • the modified fibroin of (6-iv) has a sequence identity of 90% or more with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39, SEQ ID NO: 40 or SEQ ID NO: 41.
  • the amino acid sequence having The modified fibroin of (6-iv) is also a domain represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m- (A) n motif.
  • the sequence identity is preferably 95% or more.
  • the modified fibroin (6-iv) preferably has a glutamine residue content of 9% or less.
  • the modified fibroin (6-iv) preferably has a GPGXX motif content of 10% or more.
  • the sixth modified fibroin may contain a secretion signal for releasing the protein produced in the recombinant protein production system to the outside of the host.
  • the sequence of the secretion signal can be appropriately set according to the type of host.
  • the modified fibroin according to the present embodiment is characterized in that the first modified fibroin, the second modified fibroin, the third modified fibroin, the fourth modified fibroin, the fifth modified fibroin, and the sixth modified fibroin Alternatively, it may be a modified fibroin having at least two or more characteristics.
  • a protein derived from collagen for example, a protein comprising a domain sequence represented by Formula 3: [REP2] p (wherein, in Formula 3, p represents an integer of 5 to 300.
  • REP2 represents Gly-XY.
  • X and Y represent any amino acid residue other than Gly.
  • Plural REP2s may be the same amino acid sequence or different amino acid sequences. .
  • Specific examples include a protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 42.
  • the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 42 corresponds to the repeat portion and motif of the partial sequence of human collagen type 4 (NCBI GenBank accession number: CAA56335.1, GI: 3702452) obtained from the NCBI database.
  • An amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12 (tag sequence and hinge sequence) is added to the N-terminus of the amino acid sequence from the 301st residue to the 540th residue.
  • a protein comprising a domain sequence represented by Formula 4: [REP3] q (wherein q represents an integer of 4 to 300.
  • REP3 represents Ser-JJ- An amino acid sequence composed of Tyr-Gly-U-Pro, wherein J represents an arbitrary amino acid residue, and is particularly preferably an amino acid residue selected from the group consisting of Asp, Ser, and Thr.
  • a plurality of REP4 may be the same or different from each other.
  • a protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 43 can be exemplified.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 43 is the amino acid sequence of resilin (NCBI GenBank accession number NP 611157, Gl: 24654243), wherein Thr at the 87th residue is replaced with Ser, and the Asn at the 95th residue.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12 (tag sequence and hinge sequence) is added to the N-terminus of the amino acid sequence from the 19th residue to the 321st residue of the sequence in which is replaced with Asp.
  • elastin-derived proteins include proteins having amino acid sequences such as NCBI GenBank accession numbers AAC98395 (human), I47076 (sheep), and NP786966 (bovine).
  • a protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 44 can be exemplified.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 44 is the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12 at the N-terminus of the amino acid sequence of residues 121 to 390 of the amino acid sequence of NCBI GenBank accession number AAC98395 (tag sequence). And a hinge arrangement).
  • keratin-derived proteins examples include Capra hircus type I keratin.
  • SEQ ID NO: 45 amino acid sequence of NCBI GenBank accession number ACY30466
  • the structural protein and the modified structural protein derived from the structural protein can be used singly or in combination of two or more.
  • a protein can be expressed, for example, by expressing the nucleic acid in a host transformed with an expression vector having a nucleic acid sequence encoding the protein and one or more regulatory sequences operably linked to the nucleic acid sequence. Can be produced.
  • the method for producing a nucleic acid encoding a protein is not particularly limited.
  • a gene encoding a protein such as natural fibroin is amplified and cloned by polymerase chain reaction (PCR) or the like, and if necessary, modified by genetic engineering techniques, or chemically synthesized
  • the nucleic acid can be produced by the method.
  • the method for chemically synthesizing nucleic acids is not particularly limited.
  • AKTA oligopilot plus 10/100 (GE Healthcare Japan Co., Ltd.) is used based on the amino acid sequence information of proteins obtained from the NCBI web database.
  • a gene can be chemically synthesized by a method of linking oligonucleotides that are synthesized automatically by PCR or the like.
  • nucleic acid encoding a protein consisting of an amino acid sequence in which an amino acid sequence consisting of a start codon and a His10 tag is added to the N terminus of the above amino acid sequence is synthesized. Also good.
  • Regulatory sequences are sequences that control the expression of proteins in the host (for example, promoters, enhancers, ribosome binding sequences, transcription termination sequences, etc.), and can be appropriately selected depending on the type of host.
  • an inducible promoter that functions in a host cell and can induce protein expression may be used.
  • An inducible promoter is a promoter that can control transcription by the presence of an inducer (expression inducer), absence of a repressor molecule, or physical factors such as an increase or decrease in temperature, osmotic pressure or pH value.
  • the type of expression vector can be appropriately selected according to the type of host, such as a plasmid vector, virus vector, cosmid vector, fosmid vector, artificial chromosome vector, and the like.
  • a vector which can replicate autonomously in a host cell or can be integrated into a host chromosome and contains a promoter at a position where a nucleic acid encoding a protein can be transcribed is preferably used.
  • any of prokaryotes and eukaryotes such as yeast, filamentous fungi, insect cells, animal cells and plant cells can be preferably used.
  • prokaryotic hosts include bacteria belonging to the genus Escherichia, Brevibacillus, Serratia, Bacillus, Microbacterium, Brevibacterium, Corynebacterium, Pseudomonas and the like.
  • microorganisms belonging to the genus Escherichia include Escherichia coli.
  • microorganisms belonging to the genus Brevibacillus include Brevibacillus agri and the like.
  • microorganisms belonging to the genus Serratia include Serratia liqufaciens and the like.
  • microorganisms belonging to the genus Bacillus include Bacillus subtilis.
  • microorganisms belonging to the genus Microbacterium include microbacterium / ammonia film.
  • microorganisms belonging to the genus Brevibacterium include Brevibacterium divaricatam.
  • microorganisms belonging to the genus Corynebacterium include Corynebacterium ammoniagenes.
  • microorganisms belonging to the genus Pseudomonas include Pseudomonas putida.
  • vectors for introducing a nucleic acid encoding a protein include, for example, pBTrp2 (manufactured by Boehringer Mannheim), pGEX (manufactured by Pharmacia), pUC18, pBluescriptII, pSupex, pET22b, pCold, pUB110, pNCO2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-238696) and the like.
  • Examples of eukaryotic hosts include yeast and filamentous fungi (molds, etc.).
  • yeast include yeasts belonging to the genus Saccharomyces, Pichia, Schizosaccharomyces and the like.
  • Examples of the filamentous fungi include filamentous fungi belonging to the genus Aspergillus, the genus Penicillium, the genus Trichoderma and the like.
  • examples of a vector into which a nucleic acid encoding a protein is introduced include YEp13 (ATCC37115) and YEp24 (ATCC37051).
  • a method for introducing the expression vector into the host cell any method can be used as long as it is a method for introducing DNA into the host cell.
  • a method using calcium ions [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 69, 2110 (1972)]
  • electroporation method electroporation method
  • spheroplast method protoplast method
  • lithium acetate method competent method, and the like.
  • a method for expressing a nucleic acid by a host transformed with an expression vector in addition to direct expression, secretory production, fusion protein expression, etc. can be performed according to the method described in Molecular Cloning 2nd edition, etc. .
  • the protein can be produced, for example, by culturing a host transformed with an expression vector in a culture medium, producing and accumulating the protein in the culture medium, and collecting the protein from the culture medium.
  • the method for culturing a host in a culture medium can be performed according to a method usually used for culturing a host.
  • the culture medium contains a carbon source, nitrogen source, inorganic salts, etc. that can be assimilated by the host, and can efficiently culture the host. If so, either a natural medium or a synthetic medium may be used.
  • Any carbon source may be used as long as it can be assimilated by the above-mentioned transformed microorganism.
  • Examples thereof include glucose, fructose, sucrose, and carbohydrates such as molasses, starch and starch hydrolyzate, acetic acid and propionic acid, etc.
  • Organic acids and alcohols such as ethanol and propanol can be used.
  • the nitrogen source examples include ammonium salts of inorganic acids or organic acids such as ammonia, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium acetate, and ammonium phosphate, other nitrogen-containing compounds, and peptone, meat extract, yeast extract, corn steep liquor, Casein hydrolyzate, soybean meal and soybean meal hydrolyzate, various fermented cells and digested products thereof can be used.
  • inorganic salts for example, monopotassium phosphate, dipotassium phosphate, magnesium phosphate, magnesium sulfate, sodium chloride, ferrous sulfate, manganese sulfate, copper sulfate and calcium carbonate can be used.
  • Cultivation of prokaryotes such as E. coli or eukaryotes such as yeast can be performed under aerobic conditions such as shaking culture or deep aeration and agitation culture.
  • the culture temperature is, for example, 15 to 40 ° C.
  • the culture time is usually 16 hours to 7 days.
  • the pH of the culture medium during the culture is preferably maintained at 3.0 to 9.0.
  • the pH of the culture medium can be adjusted using an inorganic acid, an organic acid, an alkaline solution, urea, calcium carbonate, ammonia, or the like.
  • antibiotics such as ampicillin and tetracycline may be added to the culture medium as necessary.
  • an inducer may be added to the medium as necessary.
  • isopropyl- ⁇ -D-thiogalactopyranoside is used when cultivating a microorganism transformed with an expression vector using the lac promoter
  • indole acrylic is used when culturing a microorganism transformed with an expression vector using the trp promoter.
  • An acid or the like may be added to the medium.
  • Isolation and purification of the expressed protein can be performed by a commonly used method.
  • the host cell is recovered by centrifugation after culturing, suspended in an aqueous buffer, and then subjected to an ultrasonic crusher, a French press, a Manton Gaurin.
  • the host cells are disrupted with a homogenizer, dynomill, or the like to obtain a cell-free extract.
  • a method usually used for protein isolation and purification that is, a solvent extraction method, a salting-out method using ammonium sulfate, a desalting method, an organic solvent, etc.
  • Precipitation method anion exchange chromatography method using resin such as diethylaminoethyl (DEAE) -Sepharose, DIAION HPA-75 (manufactured by Mitsubishi Kasei), positive using resin such as S-Sepharose FF (manufactured by Pharmacia)
  • Electrophoresis methods such as ion exchange chromatography, hydrophobic chromatography using resins such as butyl sepharose and phenyl sepharose, gel filtration using molecular sieve, affinity chromatography, chromatofocusing, isoelectric focusing Using methods such as these alone or in combination, purification It is possible to obtain the goods.
  • the host cell when the protein is expressed by forming an insoluble substance in the cell, the host cell is similarly collected and then crushed and centrifuged to collect the protein insoluble substance as a precipitate fraction.
  • the recovered protein insoluble matter can be solubilized with a protein denaturant.
  • a purified protein preparation can be obtained by the same isolation and purification method as described above.
  • the protein when the protein is secreted extracellularly, the protein can be recovered from the culture supernatant. That is, a culture supernatant is obtained by treating the culture with a technique such as centrifugation, and a purified preparation can be obtained from the culture supernatant by using the same isolation and purification method as described above.
  • a void-forming substance is a substance that, when contained in a molding solution together with protein, forms voids on the surface and / or inside of a protein molded body obtained using the solution.
  • the void-forming substance include proteins other than the target protein (other proteins), lipids, sugars, nucleic acids, and minerals (for example, phosphoric acid).
  • the void-forming substance may be a single substance alone or a combination of two or more substances.
  • the other protein means a protein other than the target protein that is intentionally expressed in the cell.
  • examples of other proteins include enzyme proteins, structural proteins, transport proteins, storage proteins, contractile proteins, defense proteins, regulatory proteins, and the like.
  • the lipid is not particularly limited, and examples thereof include simple lipids, complex lipids, and derived lipids.
  • Simple lipid is an ester of alcohol and fatty acid. Although it does not specifically limit as a simple lipid, For example, acylglycerol, wax, ceramide, etc. are mentioned.
  • the complex lipid is a lipid containing phosphoric acid, sugar, etc. in the molecule. Although it does not specifically limit as complex lipid, For example, phospholipid, glycolipid, lipoprotein, sulfolipid etc. are mentioned.
  • Derived lipids are compounds derived from simple lipids and / or complex lipids by hydrolysis.
  • the derived lipid is not particularly limited, and examples thereof include fatty acids, terpenoids, steroids, and carotenoids.
  • Nucleic acids are ribonucleic acid (RNA) and deoxyribonucleic acid (DNA).
  • ribonucleic acid (RNA) include adenine, uracil, guanine, and cytosine.
  • deoxyribonucleic acid (DNA) include adenine, thymine, guanine, and cytosine.
  • sugar examples include sucrose, glucose, and galactose.
  • Examples of the mineral include phosphoric acid, phosphate, alkali metal (for example, sodium, potassium) hydrochloride or sulfate, alkaline earth metal (for example, calcium) hydrochloride or sulfate sulfate. .
  • the void-forming substance may be at least one substance selected from the group consisting of other proteins, sugars, nucleic acids, lipids, and minerals.
  • the content of the void-forming substance in the protein solution is 1 part by mass or more, 2 parts by mass or more, 3 parts by mass or more, 4 parts by mass or more, 5 parts by mass or more, 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the target protein. 15 parts by mass or more, 20 parts by mass or more, 30 parts by mass or more, 40 parts by mass or more, 60 parts by mass or more, 80 parts by mass or more, or 100 parts by mass or more, 40 parts by mass or less, 50 parts by mass or less, It may be 80 parts by mass or less or 100 parts by mass or less.
  • the content of the void-forming substance in the protein solution is 1 part by mass or more and 100 parts by mass or less, 2 parts by mass or more and 100 parts by mass or less, 3 parts by mass or more and 100 parts by mass or less, 4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the target protein.
  • Part by mass to 100 parts by mass 5 parts by mass to 100 parts by mass, 10 parts by mass to 80 parts by mass, 15 parts by mass to 80 parts by mass, 20 parts by mass to 50 parts by mass, or 40 parts by mass to 50 parts by mass. Or less.
  • the protein solution contains a solvent.
  • the solvent may be any solvent that dissolves the target protein.
  • examples of the solvent include hexafluoroisopropanol (HFIP), hexafluoroacetone (HFA), dimethyl sulfoxide (DMSO), N, N-dimethylformamide (DMF), formic acid, and urea, guanidine, sodium dodecyl sulfate (SDS), Examples include an aqueous solution containing lithium bromide, calcium chloride, lithium thiocyanate, and the like. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • the protein solution contains a target protein, a void forming substance and a solvent.
  • the protein solution can be obtained by dissolving the target protein and the void-forming substance in a solvent.
  • the target protein may be dissolved in a solvent and then the void-forming substance may be dissolved in the solution.
  • the target protein may be dissolved, and the target protein and the void-forming substance may be dissolved together in a solvent.
  • the insoluble fraction may be removed by filtration, if necessary.
  • the content of the target protein in the protein solution may be 1% by mass or more, 10% by mass or more, 15% by mass or more, or 20% by mass or more, and 30% by mass or less, 35% by mass with respect to the total amount of the protein solution. % Or less, or 40 mass% or less.
  • the content of the target protein may be 1 to 40% by mass, preferably 10 to 40% by mass, and more preferably 15 to 35% by mass with respect to the total amount of the protein solution.
  • the protein solution may further contain a dissolution accelerator.
  • the dissolution promoter include inorganic salts composed of the following Lewis acid and Lewis base.
  • the Lewis base include oxo acid ions (nitrate ions, perchlorate ions, etc.), metal oxo acid ions (permanganate ions, etc.), halide ions, thiocyanate ions, cyanate ions, and the like.
  • the Lewis acid include metal ions such as alkali metal ions and alkaline earth metal ions, polyatomic ions such as ammonium ions, complex ions, and the like.
  • inorganic salts composed of a Lewis acid and a Lewis base include lithium salts such as lithium chloride, lithium bromide, lithium iodide, lithium nitrate, lithium perchlorate, and lithium thiocyanate, calcium chloride, calcium bromide.
  • Calcium salts such as calcium iodide, calcium nitrate, calcium perchlorate and calcium thiocyanate
  • iron salts such as iron chloride, iron bromide, iron iodide, iron nitrate, iron perchlorate and iron thiocyanate
  • Aluminum salts such as aluminum chloride, aluminum bromide, aluminum iodide, aluminum nitrate, aluminum perchlorate, and aluminum thiocyanate
  • Sodium salts such as sodium uride, sodium nitrate, sodium perchlorate and sodium thiocyanate
  • zinc salts such as zinc chloride, zinc bromide, zinc iodide, zinc nitrate, zinc perchlorate and zinc thiocyanate
  • chloride Magnesium salts such as magnesium, magnesium bromide, magnesium iodide, magnesium nitrate, magnesium perchlorate, and magnesium thiocyanate, barium chloride, barium bromide, barium iodide, barium nitrate, barium perchlorate, and barium thiocyanate
  • strontium salts such as strontium chloride, strontium bromide, strontium iodide, strontium nitrate, strontium perchlorate, and strontium thiocyanate.
  • the content of the solubilizer is 1.0 part by mass, 5.0 parts by mass, 9.0 parts by mass, 15 parts by mass or 20.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the target protein. It may be above.
  • the content of the dissolution promoter may be 40 parts by mass or less, 35 parts by mass or less, or 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of the target protein.
  • the protein solution In the production of the protein solution according to this embodiment, it may be heated to 30 to 90 ° C. What is necessary is just to set the temperature which can be melt
  • the viscosity of the protein solution according to the present embodiment may be appropriately set according to the use of the protein solution.
  • the viscosity may be appropriately set according to the spinning method.
  • the viscosity may be 100 to 15,000 cP (centipoise) and 100 to 50000 at 35 ° C. It may be set, and may be set to 100 to 30,000 cP (centipoise) and 100 to 50,000 at 40 ° C.
  • the viscosity of the protein solution can be measured using, for example, a trade name “EMS viscometer” manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.
  • the shape of the target protein molded body is not particularly limited, and may be, for example, a fiber, a film, a porous body, or the like.
  • the content of the target protein in the target protein compact is, for example, 50% by mass, 60% by mass, 80% by mass, 85% by mass or more with respect to 100% by mass (W / W%) of the target protein compact. 90% by mass or more, 95% by mass or more, 96% by mass or more, 97% by mass or more, 98% by mass or more, or 99% by mass or more.
  • the content of the target protein in the target protein molded body can be appropriately adjusted by adjusting the content of the void-forming substance in the protein solution, for example.
  • the content of the void-forming substance in the target protein compact is, for example, more than 1% by mass, 2% with respect to 100% by mass (W / W%) of the target protein. %, 3%, 4%, 5%, 10%, 15%, 20%, 40% or more, 100% or less, 80%. % Or less, 50 mass% or less, or 40 mass% or less.
  • the content of the void-forming substance in the target protein molded body can be adjusted within the above numerical range, for example, by adjusting the content of the void-forming substance in the protein solution.
  • the method for measuring the content of the void-forming substance in the target protein molded body is not particularly limited.
  • a method using an electrophoresis apparatus, an ICP emission analyzer, a spectrophotometer, an electronic balance (for example, UX6200H manufactured by Shimadzu Corporation) ) And quantification method is not particularly limited.
  • the target protein molded body may contain more than 1% by volume of voids with respect to 100% by volume of the target protein.
  • the volume of voids contained in the target protein molded body is, for example, more than 1% by volume, 2% by volume or more, 3% by volume or more, 4% by volume or more, and 5% by volume with respect to 100% by volume (V / V%) of the target protein.
  • the method for measuring the volume of voids contained in the target protein compact is not particularly limited, and examples thereof include an electronic balance, a density meter, and an optical microscope.
  • the birefringence of the target protein compact is reduced by including, for example, voids.
  • the birefringence of the target protein compact is, for example, 95% or less, less than 95%, 90% or less, 85% or less, 80% when the birefringence of the target protein compact without voids is 100%.
  • it may be 75% or less, 70% or less, 65% or less, 60% or less, or 55% or less, and may be 20% or more, 30% or more, 40% or more, or 50% or more.
  • the method for measuring the birefringence of the target protein compact is not particularly limited.
  • a polarizing microscope BX51 ⁇ (OLYMPUS)
  • retardation measurement software WPA-ViewVer.2.4.2.9 (Photonic (Lattice, Inc.).
  • examples of the spinning method include wet spinning.
  • the protein solution is applied as a spinning solution to the coagulation solution, the protein coagulates.
  • the protein solution is applied as a thread-like liquid, the protein coagulates in the form of a thread and an undrawn yarn can be formed.
  • the undrawn yarn can be formed in accordance with, for example, a method described in Japanese Patent No. 5585932.
  • the coagulation liquid may be any solution that can be desolvated.
  • the coagulation liquid is preferably a lower alcohol having 1 to 5 carbon atoms such as methanol, ethanol, 2-propanol or acetone.
  • the coagulation liquid may contain water.
  • the temperature of the coagulation liquid is preferably 5 to 30 ° C. from the viewpoint of spinning stability.
  • the method of applying the protein solution as a filamentous liquid is not particularly limited, and examples thereof include a method of extruding from a spinning die into a coagulating liquid in a desolvation tank. An undrawn yarn is obtained by coagulation of the protein.
  • the extrusion speed when extruding the protein solution into the coagulation liquid can be appropriately set according to the diameter of the die and the viscosity of the protein solution. For example, in the case of a syringe pump having a nozzle having a diameter of 0.1 to 0.6 mm, spinning is performed. From the viewpoint of stability, the extrusion rate is preferably 0.2 to 6.0 mL / h per hole, and more preferably 1.4 to 4.0 mL / h per hole.
  • the length of the solvent removal tank (coagulation liquid tank) into which the coagulation liquid is put is not particularly limited, but the length may be, for example, 200 to 500 mm.
  • the take-up speed of the undrawn yarn formed by protein coagulation may be 1 to 14 m / min, for example, and the residence time may be 0.01 to 0.15 min, for example.
  • the take-up speed of the undrawn yarn is preferably 1 to 3 m / min from the viewpoint of solvent removal efficiency.
  • the unstretched yarn formed by coagulation of the protein may be further stretched (pre-stretched) in the coagulation liquid.
  • the coagulation liquid is maintained at a low temperature and unstretched. It is preferable to take up from the coagulation liquid in the state of a drawn yarn.
  • a step of further drawing the undrawn yarn obtained by the above-described method may be included.
  • the stretching may be single-stage stretching or multi-stage stretching of two or more stages.
  • the molecules When drawn in multiple stages, the molecules can be oriented in multiple stages and the total draw ratio can be increased, which is suitable for producing fibers with high toughness.
  • the method for forming the protein into a film is not particularly limited, and the protein solution is applied to a flat plate resistant to a solvent to a predetermined thickness to form a coating film. And a method of obtaining a film having a predetermined thickness by removing the solvent from the coating film.
  • a flat plate resistant to a solvent such as a glass plate is used.
  • the thickness of the coating film is not particularly limited, but may be, for example, 1 to 1000 ⁇ m.
  • a protein film can be manufactured according to the method as described in patent 5678283, for example.
  • the porous molded body is not particularly limited as long as the porous body can be obtained as a molded body.
  • This nucleic acid was cloned into a cloning vector (pUC118). Thereafter, the nucleic acid was cleaved by restriction enzyme treatment with NdeI and EcoRI, and then recombined with the protein expression vector pET-22b (+) to obtain an expression vector.
  • Escherichia coli BLR (DE3) was transformed with a pET-22b (+) expression vector containing a nucleic acid encoding PRT799 to obtain transformed E. coli (recombinant cells) expressing the target protein.
  • the transformed E. coli was cultured in 2 mL of LB medium containing ampicillin for 15 hours.
  • the culture solution was added to 100 mL of a seed culture medium (Table 5) containing ampicillin so that the OD 600 was 0.005.
  • the culture temperature was kept at 30 ° C., and flask culture was performed until the OD 600 reached 5 (about 15 hours) to obtain a seed culture solution.
  • the seed culture solution was added to a jar fermenter to which 500 mL of production medium (Table 6) was added so that the OD 600 was 0.05.
  • the culture solution temperature was maintained at 37 ° C., and the culture was performed at a constant pH of 6.9.
  • the dissolved oxygen concentration in the culture solution was maintained at 20% of the dissolved oxygen saturation concentration.
  • a feed solution (glucose 455 g / 1 L, yeast extract 120 g / 1 L) was added at a rate of 1 mL / min.
  • the culture solution temperature was maintained at 37 ° C., and the culture was performed at a constant pH of 6.9. Further, the dissolved oxygen concentration in the culture solution was maintained at 20% of the dissolved oxygen saturation concentration, and cultured for 20 hours. Thereafter, 1M isopropyl- ⁇ -thiogalactopyranoside (IPTG) was added to the culture solution to a final concentration of 1 mM to induce expression of the target protein.
  • IPTG isopropyl- ⁇ -thiogalactopyranoside
  • the washed precipitate is suspended in 8 M guanidine buffer (8 M guanidine hydrochloride, 10 mM sodium dihydrogen phosphate, 20 mM NaCl, 1 mM Tris-HCl, pH 7.0) to a concentration of 100 mg / mL, and 30 ° C. at 30 ° C. Stir with a stirrer for minutes to dissolve.
  • dialysis was performed with water using a dialysis tube (cellulose tube 36/32 manufactured by Sanko Junyaku Co., Ltd.).
  • the white aggregated protein obtained after dialysis was recovered by centrifugation, the water was removed by a freeze dryer, and the lyophilized powdered target protein (PRT799) was recovered.
  • a predetermined amount of formic acid (solvent) was weighed into a screw tube bottle made of Pyrex (registered trademark). Add the target protein to the solvent, weigh it to the desired concentration (26% by mass when dissolved), and simultaneously add various void-forming substances to the content (% by mass) shown in Table 7 or Table 8. And placed in a screw tube bottle. Subsequently, DMSO containing the target protein and various void forming substances was stirred with a stirrer at a temperature of 40 ° C. for 1 hour or longer. The obtained solution was defoamed with a centrifuge (conditions: 2000 rpm, 30 minutes or more). As a result, a spinning stock solution (protein solution) containing the target protein and a void-forming substance was prepared.
  • solvent formic acid
  • the protein solution for protein fibers of a comparative example was produced in the same manner as above except that no void-containing substance was added.
  • the viscosity of each protein solution was adjusted to 5000 cp. Viscosity measurement was carried out using an EMS viscometer.
  • the contents (unit: mass%) shown in Tables 7 to 8 and FIGS. 5 to 8 are contents with respect to 100% by mass of the protein compact.
  • the spinning dope is filtered through a filter having a mesh size of 1 ⁇ m at 40 ° C. (heater temperature), then defoamed (defoaming conditions: 30 seconds, 2000 rpm), and then the gear pump is discharged from the nozzle at 40 ° C. (heater temperature). And discharged into a coagulation liquid (methanol).
  • the protein after coagulation was spun under the following spinning conditions to obtain protein fibers (fibroin fibers) of Examples and Comparative Examples shown in Table 7 or Table 8.
  • washing using a washing bath washing bath solution: water
  • Tables 7 to 8 show the measurement results of the birefringence of the protein fiber. It is known that the birefringence is correlated with the voids present in the protein fiber, and the birefringence value is low when voids are formed. The birefringence was calculated using a polarizing microscope: BX51 (OLYMPUS) and retardation measurement software: WPA-View Ver.2.4.2.9 (Photonic Lattice, Inc.). The birefringence of the protein molded body of each Example is the birefringence when the birefringence of the void-forming substance of Comparative Example 1 and the protein molded body containing no void is 100%.
  • FIG. 10 is a photograph of protein fibers of Examples and Comparative Examples. 10, A is Comparative Example 1 (control), B is Example 1-1 (DNA), C to D are Example 2-1 and Example 2-2 (lipid), and E to F are respectively performed. Examples 3-1 to 3-2 (sucrose), GH to Examples 4-1 and 4-2 (phosphate), and I to J to Examples 5-1 and 5-2 (dry cells), respectively. A photograph of protein fibers is shown.
  • the protein fibers obtained using the spinning stock solution containing the void-forming substance have less gloss compared to the protein fibers obtained using the spinning stock solution containing no void-forming substance. It was.
  • the birefringence was 95% or more, the protein fiber was glossy.
  • the birefringence is less than 95% and 75% or more, the gloss of the protein fiber is suppressed (as compared with Comparative Example 1), and when the birefringence is less than 75%, the protein fiber has a gloss. There wasn't.

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Abstract

本発明は、目的タンパク質、ボイド形成物質及び溶媒を含むタンパク質溶液を用いて、前記目的タンパク質の成形体を形成する工程を備える、タンパク質成形体の製造方法に関する。

Description

タンパク質成形体の製造方法及び目的タンパク質成形体
　本発明は、タンパク質成形体の製造方法及び目的タンパク質成形体に関する。
　従来から、高分子材料としてタンパク質材料を用いた成形体として繊維、フィルム、多孔体等が知られている（例えば、特許文献１～３参照）。このようなタンパク質成形体は、使用目的に応じて、種々の機能が付与されることがある。
特許第５５４０１６６号公報 特許第５６７８２８３号公報 特許第５７９６１４７号公報
　例えば、タンパク質繊維の場合、成形後の繊維に光沢等を付与するため油剤等が塗布されることがある。一方で、高級感の付与等の観点から、光沢が抑制されたタンパク質成形体（特にタンパク質繊維）も求められていた。しかし、光沢が抑制されたタンパク質成形体を製造する方法はこれまであまり知られていなかった。
　本発明は、光沢が抑制されたタンパク質成形体を簡便に製造できる方法を提供することを目的とする。
　本発明者らは、目的タンパク質、ボイド形成物質及び溶媒を含むタンパク質溶液を用いることにより、光沢が抑制されたタンパク質成形体が得られることを見出した。本発明は、この新規な知見に基づくものである。
　本発明は、例えば、以下の各発明を提供する。
［１］
　目的タンパク質、ボイド形成物質及び溶媒を含むタンパク質溶液を用いて、目的タンパク質の成形体を形成する工程を備える、タンパク質成形体の製造方法。
［２］
　成形体が繊維である、［１］に記載のタンパク質成形体の製造方法。
［３］
　ボイド形成物質が、目的タンパク質以外のタンパク質、脂質、糖、核酸及びミネラルからなる群より選択される少なくとも１種である、［１］又は［２］に記載のタンパク質成形体の製造方法。
［４］
　タンパク質溶液中のボイド形成物質の含有量が、目的タンパク質１００質量部に対して、３質量部以上である、［１］～［３］のいずれかに記載のタンパク質成形体の製造方法。
［５］
　タンパク質成形体中のボイドの含有体積が、タンパク質成形体中の目的タンパク質１００体積％に対して、３体積％以上である、［１］～［４］のいずれかに記載のタンパク質成形体の製造方法。
［６］
　目的タンパク質が、構造タンパク質である、［１］～［５］のいずれかに記載のタンパク質成形体の製造方法。
［７］
　構造タンパク質が、クモ糸フィブロインである、［６］に記載のタンパク質成形体の製造方法。
［８］
　目的タンパク質とボイド形成物質とを含み、ボイド形成物質の含有量が、目的タンパク質１００質量％に対して、１質量％超である、目的タンパク質成形体。
［９］
　目的タンパク質を含み、目的タンパク質１００体積％に対して、ボイドを１体積％超含む、タンパク質成形体。
［１０］
　目的タンパク質成形体の複屈折率が、ボイドを含まない目的タンパク質成形体の複屈折率を１００％としたときに、９５％未満である、目的タンパク質成形体。
［１１］
　目的タンパク質が、構造タンパク質である、［８］～［１０］のいずれかに記載のタンパク質成形体。
［１２］
　構造タンパク質が、クモ糸フィブロインである、［１１］に記載のタンパク質成形体。
　本発明によれば、光沢が抑制されたタンパク質成形体を簡便に製造できる方法を提供することができる。
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。 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。 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。 実施例におけるタンパク質繊維のＳＥＭ写真である。 実施例におけるタンパク質繊維のＳＥＭ写真である。 実施例におけるタンパク質繊維のＳＥＭ写真である。 実施例におけるタンパク質繊維のＳＥＭ写真である。 実施例におけるタンパク質繊維のＳＥＭ写真である。 実施例におけるタンパク質繊維のＳＥＭ写真である。 実施例におけるタンパク質繊維の光沢の評価結果を示す写真である。
　以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
〔タンパク質成形体の製造方法〕
　本実施形態に係るタンパク質成形体の製造方法は、目的タンパク質（目的とするタンパク質）、ボイド形成物質及び溶媒を含むタンパク質溶液を用いて、目的タンパク質の成形体（以下、「目的タンパク質成形体」ともいう。）を形成する工程を備える。
　タンパク質溶液は、ボイド形成物質を含むため、目的タンパク質とボイド形成物質が一緒に成形されて、成形体にボイド形成物質に由来する構造が形成される。本明細書において、ボイドは、このボイド形成物質に由来する構造を意味し、タンパク質成形体の表面又は内部に存在する。ボイドには、ボイド形成物質が存在していてもよい。また、ボイドは、一部又は全部のボイド形成物質が除去された空隙であってもよい。
　目的タンパク質成形体は、光沢が抑制されている。目的タンパク質成形体は、光沢が抑制されているため、染色性に優れている。更に、目的タンパク質成形体は、保温性が向上している。
（タンパク質）
　目的タンパク質の種類は特に制限されず、例えば、構造タンパク質であってよい。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。すなわち、構造タンパク質は、天然由来の構造タンパク質であってよく、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（例えば、当該アミノ酸配列の１０％以下）を改変した改変タンパク質であってもよい。
　構造タンパク質としては、例えば、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。フィブロインは、例えば、絹フィブロイン、クモ糸フィブロイン、及びホーネットシルクフィブロインからなる群より選択される１種以上であってよい。構造タンパク質は、絹フィブロイン、クモ糸フィブロイン又はこれらの組み合わせであってもよい。
　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。
　本実施形態に係るフィブロインは、クモ糸フィブロイン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。
　本明細書において「ドメイン配列」とは、フィブロイン特有の結晶領域（典型的には、アミノ酸配列の（Ａ）ｎモチーフに相当する。）と非晶領域（典型的には、アミノ酸配列のＲＥＰに相当する。）を生じるアミノ酸配列であり、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ、又は式２：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ－（Ａ）ｎモチーフで表されるアミノ酸配列を意味する。ここで、（Ａ）ｎモチーフは、アラニン残基を主とするアミノ酸配列を示し、アミノ酸残基数は２～２７である。（Ａ）ｎモチーフのアミノ酸残基数は、２～２０、４～２７、４～２０、８～２０、１０～２０、４～１６、８～１６、又は１０～１６の整数であってよい。また、（Ａ）ｎモチーフ中の全アミノ酸残基数に対するアラニン残基数の割合は４０％以上であればよく、６０％以上、７０％以上、８０％以上、８３％以上、８５％以上、８６％以上、９０％以上、９５％以上、又は１００％（アラニン残基のみで構成されることを意味する。）であってもよい。ドメイン配列中に複数存在する（Ａ）ｎモチーフは、少なくとも７つがアラニン残基のみで構成されてもよい。ＲＥＰは２～２００アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示す。ＲＥＰは、１０～２００アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列であってもよい。ｍは２～３００の整数を示し、１０～３００の整数であってもよい。複数存在する（Ａ）ｎモチーフは、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。複数存在するＲＥＰは、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。具体的には配列番号１５（ＰＲＴ７９９）で示されるアミノ酸配列を含むタンパク質等を挙げることができる。ＰＲＴ７９９（配列番号１５）のハイドロパシーインデックスは、－０．８０である。ハイドロパシーインデックスの値は国際公開第２０１４／１０３８４６号に記載の方法に従って算出した値である。
　天然由来のフィブロインとしては、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を挙げることができる。天然由来のフィブロインの具体例としては、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。
（改変フィブロイン）
　改変フィブロインは、例えば、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。
　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。
　改変フィブロインは、例えば、カイコが産生する絹タンパク質に由来する改変フィブロインであってもよく、クモ類が産生するスパイダーシルクタンパク質に由来する改変フィブロインであってもよい。
　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改変フィブロイン（第２の改変フィブロイン）、（Ａ）ｎモチーフの含有量が低減された改変フィブロイン（第３の改変フィブロイン）、グリシン残基の含有量、及び（Ａ）ｎモチーフの含有量が低減された改変フィブロイン（第４の改変フィブロイン）、局所的に疎水性指標の大きい領域を含むドメイン配列を有する改変フィブロイン（第５の改変フィブロイン）、及びグルタミン残基の含有量が低減されたドメイン配列を有する改変フィブロイン（第６の改変フィブロイン）が挙げられる。
　クモの大瓶状腺で産生される大吐糸管しおり糸タンパク質に由来する改変フィブロイン（第１の改変フィブロイン）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は、式１中、ｎは３～２０の整数が好ましく、４～２０の整数がより好ましく、８～２０の整数が更に好ましく、１０～２０の整数が更により好ましく、４～１６の整数が更によりまた好ましく、８～１６の整数が特に好ましく、１０～１６の整数が最も好ましい。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。
　グリシン残基の含有量が低減された改変フィブロイン（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。
　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、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、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Ｎ末端側の一部のアミノ酸を欠失させたものである。配列番号９で示されるアミノ酸配列は、配列番号１１で示されるアミノ酸配列中に存在する２０個のドメイン配列の領域（但し、当該領域のＣ末端側の数アミノ酸残基が置換されている。）を４回繰り返した配列のＣ末端にＨｉｓタグが付加されたものである。
　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８９．３％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１２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。
　タグ配列を含む第２の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１３、配列番号１１、配列番号１４若しく配列番号１５で示されるアミノ酸配列、又は（２－ｉｖ）配列番号１３、配列番号１１、配列番号１４若しく配列番号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、配列番号１７、配列番号１３、配列番号１１、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１８、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１２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１３、配列番号１１、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列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１３、配列番号１１、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列と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１３、配列番号１１、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列と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。
　（Ａ）ｎモチーフの含有量が低減された改変フィブロイン（第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、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。以下このような比をギザ比率と呼ぶ。よりアミノ酸残基数の少ない方を１としたときに、他方のアミノ酸残基数の比が１．８未満又は１１．３超となる［（Ａ）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。
　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１８、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、又は（３－ｉｉ）配列番号１８、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１８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で示されるアミノ酸配列は、配列番号１８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Ｎ末端側の一部のアミノ酸を欠失させたものである。配列番号９で示されるアミノ酸配列は、配列番号１１で示されるアミノ酸配列中に存在する２０個のドメイン配列の領域（但し、当該領域のＣ末端側の数アミノ酸残基が置換されている。）を４回繰り返した配列のＣ末端にＨｉｓタグが付加されたものである。
　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１８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、８９．３％である。配列番号１０、配列番号１８、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。
　タグ配列を含む第３の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１７、配列番号１１、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、又は（３－ｉｖ）配列番号１７、配列番号１１、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、配列番号１７、配列番号１３、配列番号１１、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１８、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１２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１７、配列番号１１、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列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１７、配列番号１１、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列と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１７、配列番号１１、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列と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。
　グリシン残基の含有量、及び（Ａ）ｎモチーフの含有量が低減された改変フィブロイン（第４の改変フィブロイン）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、上述したグリシン残基の含有量が低減された改変フィブロイン（第２の改変フィブロイン）と、（Ａ）ｎモチーフの含有量が低減された改変フィブロイン（第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、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、（４－ｉｉ）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。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。
　局所的に疎水性指標の大きい領域を含むドメイン配列を有する改変フィブロイン（第５の改変フィブロイン）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。
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　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２に示したドメイン配列の場合、「疎水性指標の平均値が２．６以上となる連続する４アミノ酸残基」が重複せずに７つ存在するため、ｐは７×４＝２８となる。また、例えば、図２に示したドメイン配列の場合、ｑは４＋５０＋４＋４０＋４＋１０＋４＋２０＋４＋３０＝１７０である（Ｃ末端側の最後に存在する（Ａ）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２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具体的な例として、（５－ｉ）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、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２２で示されるアミノ酸配列は、天然由来のフィブロインの（Ａ）ｎモチーフ中のアラニン残基が連続するアミノ酸配列をアラニン残基が連続する数を５つになるよう欠失したものである。配列番号１９で示されるアミノ酸配列は、配列番号２２で示されるアミノ酸配列に対し、ＲＥＰ一つ置きにそれぞれ３アミノ酸残基からなるアミノ酸配列（ＶＬＩ）を２カ所挿入し、かつ配列番号２２で示されるアミノ酸配列の分子量とほぼ同じとなるようにＣ末端側の一部のアミノ酸を欠失させたものである。配列番号２３で示されるアミノ酸配列は、配列番号２２で示されるアミノ酸配列に対し、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、かつ配列番号２２で示されるアミノ酸配列の分子量とほぼ同じとなるようにＣ末端側の一部のアミノ酸を欠失させたものである。配列番号２０で示されるアミノ酸配列は、配列番号２３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２３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。
　タグ配列を含む第５の改変フィブロインのより具体的な例として、（５－ｉｉｉ）配列番号２４、配列番号２５若しくは配列番号２６で示されるアミノ酸配列、又は（５－ｉｖ）配列番号２４、配列番号２５若しくは配列番号２６で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。
　配列番号２４、配列番号２５及び配列番号２６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１２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２４、配列番号２５若しくは配列番号２６で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
　（５－ｉｖ）の改変フィブロインは、配列番号２４、配列番号２５若しくは配列番号２６で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（５－ｉｖ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）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２４、配列番号２５若しくは配列番号２６で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有し、かつ最もＣ末端側に位置する（Ａ）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。
　グルタミン残基の含有量が低減されたドメイン配列を有する改変フィブロイン（第６の改変フィブロイン）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３は、フィブロインのドメイン配列を示す模式図である。図３を参照しながらＧＰＧＸＸモチーフ含有率の算出方法を具体的に説明する。まず、図３に示した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３中、「領域Ａ」で示した配列。）に含まれているため、ｓを算出するためのＧＰＧＸＸモチーフの個数は７であり、ｓは７×３＝２１となる。同様に、全てのＲＥＰが「最もＣ末端側に位置する（Ａ）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３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３の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３の「領域Ａ」に相当する配列。）に含まれる全てのＲＥＰにおいて、その領域に含まれるグルタミン残基の総数をｕとし、最もＣ末端側に位置する（Ａ）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以上であることが好ましく、－０．７以上であることがより好ましく、０以上であることが更に好ましく、０．３以上であることが更により好ましく、０．４以上であることが特に好ましい。ＲＥＰの疎水性度の上限に特に制限はなく、１．０以下であってよく、０．７以下であってもよい。
　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３の「領域Ａ」に相当する配列。）に含まれる全てのＲＥＰにおいて、その領域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若しくは配列番号３３で示されるアミノ酸配列を含む、改変フィブロイン、又は（６－ｉｉ）配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１、配列番号３２若しくは配列番号３３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７で示されるアミノ酸配列（Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０）は、天然由来のフィブロインであるＮｅｐｈｉｌａ　ｃｌａｖｉｐｅｓ（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号：Ｐ４６８０４．１、ＧＩ：１１７４４１５）の塩基配列及びアミノ酸配列に基づき、（Ａ）ｎモチーフ中のアラニン残基が連続するアミノ酸配列をアラニン残基が連続する数を５つにする等の生産性を向上させるためのアミノ酸の改変を行ったものである。一方、Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０は、グルタミン残基（Ｑ）の改変は行っていないため、グルタミン残基含有率は、天然由来のフィブロインのグルタミン残基含有率と同程度である。
　配列番号２７で示されるアミノ酸配列（Ｍ＿ＰＲＴ８８８）は、Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０（配列番号７）中のＱＱを全てＶＬ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（Ｍ＿ＰＲＴ９６５）は、Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０（配列番号７）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２９で示されるアミノ酸配列（Ｍ＿ＰＲＴ８８９）は、Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０（配列番号７）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３０で示されるアミノ酸配列（Ｍ＿ＰＲＴ９１６）は、Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０（配列番号７）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３１で示されるアミノ酸配列（Ｍ＿ＰＲＴ９１８）は、Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０（配列番号７）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３４で示されるアミノ酸配列（Ｍ＿ＰＲＴ５２５）は、Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０（配列番号７）に対し、アラニン残基が連続する領域（Ａ５）に２つのアラニン残基を挿入し、Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０の分子量とほぼ同じになるよう、Ｃ末端側のドメイン配列２つを欠失させ、かつグルタミン残基（Ｑ）１３箇所をセリン残基（Ｓ）又はプロリン残基（Ｐ）に置換したものである。
　配列番号３２で示されるアミノ酸配列（Ｍ＿ＰＲＴ６９９）は、Ｍ＿ＰＲＴ５２５（配列番号３４）中のＱＱを全てＶＬに置換したものである。
　配列番号３３で示されるアミノ酸配列（Ｍ＿ＰＲＴ６９８）は、Ｍ＿ＰＲＴ５２５（配列番号３４）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及び配列番号３３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 JPOXMLDOC01-appb-T000002
　（６－ｉ）の改変フィブロインは、配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１、配列番号３２又は配列番号３３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又は配列番号３３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若しくは配列番号４１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若しくは配列番号４１で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。
　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及び配列番号４１で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１、配列番号３２及び配列番号３３で示されるアミノ酸配列のＮ末端に配列番号１２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及び配列番号４１で示されるアミノ酸配列は、いずれもグルタミン残基含有率が９％以下である（表３）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　（６－ｉｉｉ）の改変フィブロインは、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又は配列番号４１で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
　（６－ｉｖ）の改変フィブロインは、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又は配列番号４１で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（６－ｉｖ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）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。
　本実施形態に係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。
　コラーゲン由来のタンパク質として、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４２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４２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１２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ＲＥＰ４は、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。）を挙げることができる。具体的には、配列番号４３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４３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１２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４４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４４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１２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４５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。
　上述した構造タンパク質及び当該構造タンパク質に由来する改変構造タンパク質は、１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
（タンパク質の製造方法）
　タンパク質は、例えば、当該タンパク質をコードする核酸配列と、当該核酸配列に作動可能に連結された１又は複数の調節配列とを有する発現ベクターで形質転換された宿主により、当該核酸を発現させることにより生産することができる。
　タンパク質をコードする核酸の製造方法は、特に制限されない。例えば、天然のフィブロイン等のタンパク質をコードする遺伝子を利用して、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）などで増幅しクローニングし、必要に応じて遺伝子工学的手法により改変する方法、又は、化学的に合成する方法によって、当該核酸を製造することができる。核酸の化学的な合成方法も特に制限されず、例えば、ＮＣＢＩのウェブデータベースなどより入手したタンパク質のアミノ酸配列情報をもとに、ＡＫＴＡ　ｏｌｉｇｏｐｉｌｏｔ　ｐｌｕｓ　１０／１００（ＧＥヘルスケア・ジャパン株式会社）などで自動合成したオリゴヌクレオチドをＰＣＲなどで連結する方法によって遺伝子を化学的に合成することができる。この際に、タンパク質の精製及び／又は確認を容易にするため、上記のアミノ酸配列のＮ末端に開始コドン及びＨｉｓ１０タグからなるアミノ酸配列を付加したアミノ酸配列からなるタンパク質をコードする核酸を合成してもよい。
　調節配列は、宿主におけるタンパク質の発現を制御する配列（例えば、プロモーター、エンハンサー、リボソーム結合配列、転写終結配列等）であり、宿主の種類に応じて適宜選択することができる。プロモーターとして、宿主細胞中で機能し、タンパク質を発現誘導可能な誘導性プロモーターを用いてもよい。誘導性プロモーターは、誘導物質（発現誘導剤）の存在、リプレッサー分子の非存在、又は温度、浸透圧若しくはｐＨ値の上昇若しくは低下等の物理的要因により、転写を制御できるプロモーターである。
　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、タンパク質をコードする核酸を転写できる位置にプロモーターを含有しているものが好適に用いられる。
　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、タンパク質をコードする核酸を導入するベクターとしては、例えば、ｐＢＴｒｐ２（ベーリンガーマンハイム社製）、ｐＧＥＸ（Ｐｈａｒｍａｃｉａ社製）、ｐＵＣ１８、ｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔＩＩ、ｐＳｕｐｅｘ、ｐＥＴ２２ｂ、ｐＣｏｌｄ、ｐＵＢ１１０、ｐＮＣＯ２（特開２００２－２３８５６９号公報）等を挙げることができる。
　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、タンパク質をコードする核酸を導入するベクターとしては、例えば、ＹＥｐ１３（ＡＴＣＣ３７１１５）、ＹＥｐ２４（ＡＴＣＣ３７０５１）等を挙げることができる。上記宿主細胞への発現ベクターの導入方法としては、上記宿主細胞へＤＮＡを導入する方法であればいずれも用いることができる。例えば、カルシウムイオンを用いる方法〔Ｐｒｏｃ．　Ｎａｔｌ．　Ａｃａｄ．　Ｓｃｉ．　ＵＳＡ，６９，２１１０（１９７２）〕、エレクトロポレーション法、スフェロプラスト法、プロトプラスト法、酢酸リチウム法、コンピテント法等を挙げることができる。
　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。
　タンパク質は、例えば、発現ベクターで形質転換された宿主を培養培地中で培養し、培養培地中に当該タンパク質を生成蓄積させ、該培養培地から採取することにより製造することができる。宿主を培養培地中で培養する方法は、宿主の培養に通常用いられる方法に従って行うことができる。
　宿主が、大腸菌等の原核生物又は酵母等の真核生物である場合、培養培地として、宿主が資化し得る炭素源、窒素源及び無機塩類等を含有し、宿主の培養を効率的に行える培地であれば天然培地、合成培地のいずれを用いてもよい。
　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。
　発現させたタンパク質の単離、精製は通常用いられている方法で行うことができる。例えば、当該タンパク質が、細胞内に溶解状態で発現した場合には、培養終了後、宿主細胞を遠心分離により回収し、水系緩衝液に懸濁した後、超音波破砕機、フレンチプレス、マントンガウリンホモゲナイザー及びダイノミル等により宿主細胞を破砕し、無細胞抽出液を得る。該無細胞抽出液を遠心分離することにより得られる上清から、タンパク質の単離精製に通常用いられている方法、すなわち、溶媒抽出法、硫安等による塩析法、脱塩法、有機溶媒による沈殿法、ジエチルアミノエチル（ＤＥＡＥ）－セファロース、ＤＩＡＩＯＮ　ＨＰＡ－７５（三菱化成社製）等のレジンを用いた陰イオン交換クロマトグラフィー法、Ｓ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ　ＦＦ（Ｐｈａｒｍａｃｉａ社製）等のレジンを用いた陽イオン交換クロマトグラフィー法、ブチルセファロース、フェニルセファロース等のレジンを用いた疎水性クロマトグラフィー法、分子篩を用いたゲルろ過法、アフィニティークロマトグラフィー法、クロマトフォーカシング法、等電点電気泳動等の電気泳動法等の方法を単独又は組み合わせて使用し、精製標品を得ることができる。
　また、タンパク質が細胞内に不溶体を形成して発現した場合は、同様に宿主細胞を回収後、破砕し、遠心分離を行うことにより、沈殿画分としてタンパク質の不溶体を回収する。回収したタンパク質の不溶体は、タンパク質変性剤で可溶化することができる。該操作の後、上記と同様の単離精製法によりタンパク質の精製標品を得ることができる。当該タンパク質が細胞外に分泌された場合には、培養上清から当該タンパク質を回収することができる。すなわち、培養物を遠心分離等の手法により処理することにより培養上清を取得し、その培養上清から、上記と同様の単離精製法を用いることにより、精製標品を得ることができる。
（ボイド形成物質）
　ボイド形成物質とは、タンパク質と共に成形用の溶液に含有させることにより、当該溶液を用いて得られるタンパク質成形体の表面及び／又は内部にボイドを形成させる物質である。ボイド形成物質としては、例えば、目的タンパク質以外のタンパク質（他のタンパク質）、脂質、糖、核酸、ミネラル（例えば、リン酸）挙げられる。ボイド形成物質は、１種の物質単独であっても、２種以上の物質を組み合わせたものであってもよい。
　目的タンパク質が組換えタンパク質を発現した細胞由来のタンパク質である場合、他のタンパク質は、意図的に細胞に発現させた目的タンパク質以外のタンパク質をいう。この場合、他のタンパク質としては、例えば、酵素タンパク質、構造タンパク質、輸送タンパク質、貯蔵タンパク質、収縮タンパク質、防御タンパク質、調節タンパク質等が挙げられる。
　脂質としては、特に限定されないが、単純脂質、複合脂質、誘導脂質等が挙げられる。単純脂質とは、アルコールと脂肪酸とのエステルである。単純脂質としては、特に限定されないが、例えば、アシルグリセロール、蝋、セラミド等が挙げられる。複合脂質とは、分子中に、リン酸、糖等を含む脂質である。複合脂質としては、特に限定されないが、例えば、リン脂質、糖脂質、リポタンパク質、スルホ脂質等が挙げられる。誘導脂質とは、単純脂質及び／又は複合脂質から、加水分解によって誘導される化合物である。誘導脂質としては、特に限定されないが、例えば、脂肪酸、テルペノイド、ステロイド、カロテノイド等が挙げられる。
　核酸とは、リボ核酸（ＲＮＡ）及びデオキシリボ核酸（ＤＮＡ）である。リボ核酸（ＲＮＡ）としては、アデニン、ウラシル、グアニン、シトシンが挙げられる。デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）としては、アデニン、チミン、グアニン、シトシンが挙げられる。
　糖としては、例えば、スクロース、グルコース、ガラクトースが挙げられる。
　ミネラルとしては、例えば、リン酸、リン酸塩、アルカリ金属（例えば、ナトリウム、カリウム）の塩酸塩又は硫酸塩、アルカリ土類金属（例えば、カルシウム）の塩酸塩又は硫酸塩の硫酸塩が挙げられる。
　ボイド形成物質は、他のタンパク質、糖、核酸、脂質及びミネラルからなる群より選択される少なくとも１種の物質であってよい。
　タンパク質溶液中のボイド形成物質の含有量は、目的タンパク質１００質量部に対して、１質量部以上、２質量部以上、３質量部以上、４質量部以上、５質量部以上、１０質量部以上、１５質量部以上、２０質量部以上、３０質量部以上、４０質量部以上、６０質量部以上、８０質量部以上又は１００質量部以上であってよく、４０質量部以下、５０質量部以下、８０質量部以下又は１００質量部以下であってもよい。タンパク質溶液中のボイド形成物質の含有量は、目的タンパク質１００質量部に対して、１質量部以上１００質量部以下、２質量部以上１００質量部以下、３質量部以上１００質量部以下、４質量部以上１００質量部以下、５質量部以上１００質量部以下、１０質量部以上８０質量部以下、１５質量部以上８０質量部以下、２０質量部以上５０質量部以下、又は４０質量部以上５０質量部以下であってもよい。
（溶媒）
　タンパク質溶液は溶媒を含む。溶媒は、目的タンパク質を溶解する溶媒であればよい。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）、ギ酸、並びに尿素、グアニジン、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）、臭化リチウム、塩化カルシウム及びチオシアン酸リチウム等を含む水溶液等を挙げることができる。これらの溶媒は、１種単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
（タンパク質溶液）
　タンパク質溶液は、目的タンパク質、ボイド形成物質及び溶媒を含むものである。タンパク質溶液は、目的タンパク質及びボイド形成物質を溶媒に溶解させることにより、得ることができる。目的タンパク質及びボイド形成物質を溶解させる順序に制限はなく、目的タンパク質を溶媒に溶解させてから、その溶液にボイド形成物質を溶解させてもよく、ボイド形成物質を溶解させてから、その溶液に目的タンパク質を溶解させてもよく、目的タンパク質及びボイド形成物質を一緒に溶媒に溶解させてもよい。タンパク質溶液を調製する際、必要に応じて、ろ過により、不溶性画分を除去してもよい。
　タンパク質溶液中の目的タンパク質の含有量は、タンパク質溶液全量に対して、１質量％以上、１０質量％以上、１５質量％以上、又は２０質量％以上であってよく、３０質量％以下、３５質量％以下、又は４０質量％以下であってもよい。目的タンパク質の含有量は、タンパク質溶液全量に対して、１～４０質量％であってよく、好ましくは１０～４０質量％であり、より好ましくは１５～３５質量％である。
　タンパク質溶液は、更に溶解促進剤を含むものであってもよい。溶解促進剤としては、溶解促進剤としては、例えば、以下に示すルイス酸とルイス塩基とからなる無機塩が挙げられる。ルイス塩基としては、例えば、オキソ酸イオン（硝酸イオン、過塩素酸イオン等）、金属オキソ酸イオン（過マンガン酸イオン等）、ハロゲン化物イオン、チオシアン酸イオン、シアン酸イオン等が挙げられる。ルイス酸としては、例えば、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン等の金属イオン、アンモニウムイオン等の多原子イオン、錯イオン等が挙げられる。ルイス酸とルイス塩基とからなる無機塩の具体例としては、塩化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム、硝酸リチウム、過塩素酸リチウム、及びチオシアン酸リチウム等のリチウム塩、塩化カルシウム、臭化カルシウム、ヨウ化カルシウム、硝酸カルシウム、過塩素酸カルシウム、及びチオシアン酸カルシウム等のカルシウム塩、塩化鉄、臭化鉄、ヨウ化鉄、硝酸鉄、過塩素酸鉄、及びチオシアン酸鉄等の鉄塩、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、ヨウ化アルミニウム、硝酸アルミニウム、過塩素酸アルミニウム、及びチオシアン酸アルミニウム等のアルミニウム塩、塩化カリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム、硝酸カリウム、過塩素酸カリウム、及びチオシアン酸カリウム等のカリウム塩、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、硝酸ナトリウム、過塩素酸ナトリウム、及びチオシアン酸ナトリウム等のナトリウム塩、塩化亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛、硝酸亜鉛、過塩素酸亜鉛、及びチオシアン酸亜鉛等の亜鉛塩、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、硝酸マグネシウム、過塩素酸マグネシウム、及びチオシアン酸マグネシウム等のマグネシウム塩、塩化バリウム、臭化バリウム、ヨウ化バリウム、硝酸バリウム、過塩素酸バリウム、及びチオシアン酸バリウム等のバリウム塩、並びに塩化ストロンチウム、臭化ストロンチウム、ヨウ化ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、過塩素酸ストロンチウム、及びチオシアン酸ストロンチウム等のストロンチウム塩が挙げられる。
　溶解促進剤の含有量は、目的タンパク質の全量１００質量部に対して、１．０質量部以上、５．０質量部以上、９．０質量部以上、１５質量部以上又は２０．０質量部以上であってよい。溶解促進剤の含有量は、目的タンパク質の全量１００質量部に対して、４０質量部以下、３５質量部以下又は３０質量部以下であってよい。
　本実施形態に係るタンパク質溶液の製造時に、３０～９０℃に加温してもよい。使用する溶媒、目的タンパク質及びボイド形成物質の種類等に応じて溶解可能な温度を適時設定すればよい。溶解を促進するために振盪、撹拌してもよい。
　本実施形態に係るタンパク質溶液の粘度は、タンパク質溶液の用途等に応じて適宜設定してよい。例えば、本実施形態に係るタンパク質溶液を紡糸原液として使用する場合、その粘度は、紡糸方法に応じて適宜設定してよく、例えば、３５℃において１００～１５，０００ｃＰ（センチポイズ）、１００～５００００に設定してよく、４０℃において１００～３０，０００ｃＰ（センチポイズ）、１００～５００００に設定してよい。タンパク質溶液の粘度は、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。
（目的タンパク質成形体）
　目的タンパク質成形体の形状は、特に限定されず、例えば、繊維、フィルム、多孔質体等であってよい。
　目的タンパク質成形体中の目的タンパク質の含有量は、目的タンパク質成形体１００質量％（Ｗ／Ｗ％）に対して、例えば５０質量％以上、６０質量％以上、８０質量％以上、８５質量％以上、９０質量％以上、９５質量％以上、９６質量％以上、９７質量％以上、９８質量％以上、又は９９質量％以上であってよい。目的タンパク質成形体中の目的タンパク質の含有量は、例えば、タンパク質溶液中のボイド形成物質の含有量を調整すること等により、適宜調整することができる。
　目的タンパク質成形体がボイド形成物質を含む場合、目的タンパク質成形体中のボイド形成物質の含有量は、目的タンパク質１００質量％（Ｗ／Ｗ％）に対して、例えば、１質量％超、２質量％以上、３質量％以上、４質量％以上、５質量％以上、１０質量％以上、１５質量％以上、２０質量％以上、又は４０質量％以上であってよく、１００質量％以下、８０質量％以下、５０質量％以下、又は４０質量％以下であってよい。目的タンパク質成形体中のボイド形成物質の含有量は、例えば、タンパク質溶液中のボイド形成物質の含有量を調整すること等により、上記数値範囲内に調整することができる。
　目的タンパク質成形体のボイド形成物質の含有量の測定方法は特に限定されず、例えば電気泳動装置、ＩＣＰ発光分析装置、分光光度計等を用いる方法、電子天秤（例えば、株式会社島津製作所製のＵＸ６２００Ｈ）を使用し、定量する方法が挙げられる。
　目的タンパク質成形体は、目的タンパク質１００体積％に対して、ボイドを１体積％超含んでいてもよい。目的タンパク質成形体中のボイドの含有体積は、目的タンパク質１００体積％（Ｖ／Ｖ％）対して、例えば、１体積％超、２体積％以上、３体積％以上、４体積％以上、５体積％以上、１０体積％以上、１５体積％以上、２０体積％以上、又は４０体積％以上であってよく、５０体積％以下、又は４０体積％以下であってよい。
　目的タンパク質成形体中のボイドの含有体積の測定方法は特に限定されず、例えば電子天秤、密度計、光学顕微鏡等が挙げられる。
　目的タンパク質成形体の複屈折率は、例えば、ボイドを含むことにより、減少する。目的タンパク質成形体の複屈折率は、ボイドを有しない目的タンパク質成形体の複屈折率を１００％としたときに、例えば、９５％以下、９５％未満、９０％以下、８５％以下、８０％以下、７５％以下、７０％以下、６５％以下、６０％以下、又は５５％以下であってよく、２０％以上、３０％以上、４０％以上、又は５０％以上であってもよい。
　目的タンパク質成形体の複屈折率の測定方法は特に限定されず、例えば偏光顕微鏡などが挙げられ、偏光顕微鏡：BX51 (OLYMPUS)を使用する場合、レタデーション測定ソフト： WPA-ViewVer.2.4.2.9  (Photonic Lattice, Inc.)により算出する方法などが挙げられる。
　成形体が繊維状の成形体（タンパク質繊維）である場合、紡糸方法としては、湿式紡糸等が挙げられる。タンパク質溶液を紡糸原液として、凝固液に付与すると、タンパク質が凝固する。この際、タンパク質溶液を糸状の液体として凝固液に付与することで、タンパク質が糸状に凝固し、未延伸糸が形成できる。未延伸糸の形成は、例えば特許第５５８４９３２号公報に記載されている方法に準じて行うことができる。
　凝固液は、脱溶媒できる溶液であればよい。凝固液はメタノール、エタノール、２－プロパノール等の炭素数１～５の低級アルコール又はアセトンであることが好ましい。凝固液は、水を含んでいてもよい。凝固液の温度は、紡糸の安定性の観点から、５～３０℃が好ましい。
　タンパク質溶液を糸状の液体として付与する方法は、特に限定されないが、例えば紡糸用の口金から脱溶媒槽の凝固液に押し出す方法が挙げられる。タンパク質が凝固することにより未延伸糸が得られる。タンパク質溶液を凝固液に押し出す場合の押出し速度は、口金の直径及びタンパク質溶液の粘度等に応じて適宜設定できるが、例えば、直径０．１～０．６ｍｍのノズルを有するシリンジポンプの場合、紡糸の安定性の観点から、押し出し速度は１ホール当たり、０．２～６．０ｍＬ／ｈが好ましく、１ホール当たり、１．４～４．０ｍＬ／ｈがより好ましい。凝固液を入れる脱溶媒槽（凝固液槽）の長さは特に限定されないが、例えば長さは２００～５００ｍｍであってよい。タンパク質の凝固により形成された未延伸糸の引き取り速度は例えば１～１４ｍ／ｍｉｎ、滞留時間は例えば０．０１～０．１５ｍｉｎであってよい。未延伸糸の引き取り速度は、脱溶媒の効率の観点から、１～３ｍ／ｍｉｎが好ましい。タンパク質の凝固により形成された未延伸糸は、さらに凝固液において延伸（前延伸）をしてもよいが、凝固液に用いる低級アルコールの蒸発を抑える観点から、凝固液を低温に維持し、未延伸糸の状態で凝固液から引き取るのが好ましい。
　上述する方法で得られた未延伸糸を、さらに延伸する工程を含むこともできる。延伸は一段延伸でもよいし、２段以上の多段延伸でもよい。多段で延伸すると、分子を多段で配向させ、トータル延伸倍率も高くすることができるため、タフネスの高い繊維の製造に適している。
　成形体がフィルム状の成形体（タンパク質フィルム）である場合、タンパク質をフィルム化する方法は、特に限定されず、タンパク質溶液を溶媒に耐性のある平板に所定の厚さに塗布して、塗膜を形成させ、塗膜から溶媒を除去することで、所定の厚さのフィルムを得る方法等を用いることができる。塗膜を形成する平板としては、ガラス板等の溶媒に耐性のある平板が用いられる。塗膜の厚さは、特に限定されないが、例えば１～１０００μｍであってよい。タンパク質フィルムは、例えば、特許第５６７８２８３号公報に記載の方法に準じて製造することができる。
　多孔質状の成形体（タンパク質多孔質体）は、成形体として多孔質体が得られる条件であれば特に制限されないが、例えば、上記タンパク質溶液を用いて、特許第５７９６１４７号公報に記載の方法に準じて、製造することができる。
　以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
〔改変フィブロインの製造〕
〔（１）目的タンパク質の発現株（組換え細胞）の作製〕
　配列番号１５で示されるアミノ酸配列を有するクモ糸由来の配列を有するフィブロイン（クモ糸フィブロイン）（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。各タンパク質のハイドロパシーインデックス及び分子量は表４に示したとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　この核酸をクローニングベクター（ｐＵＣ１１８）にクローニングした。その後、同核酸をＮｄｅＩ及びＥｃｏＲＩで制限酵素処理して切り出した後、タンパク質発現ベクターｐＥＴ－２２ｂ（＋）に組換えて発現ベクターを得た。ＰＲＴ７９９をコードする核酸を含むｐＥＴ－２２ｂ（＋）発現ベクターで、大腸菌ＢＬＲ（ＤＥ３）をそれぞれ形質転換して、目的タンパク質を発現する形質転換大腸菌（組換え細胞）を得た。
〔（２）目的とするタンパク質の発現〕
　上記形質転換大腸菌を、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５）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 JPOXMLDOC01-appb-T000005
　５００ｍＬの生産培地（表６）を添加したジャーファーメンターにＯＤ６００が０．０５となるように当該シード培養液を添加した。培養液温度を３７℃に保ち、ｐＨ６．９で一定に制御して培養した。また培養液中の溶存酸素濃度を、溶存酸素飽和濃度の２０％に維持した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　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、酵母エキス　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、目的タンパク質を発現誘導させた。ＩＰＴＧ添加後２０時間経過した時点で、培養液を遠心分離し、菌体を回収した。ＩＰＴＧ添加前とＩＰＴＧ添加後の培養液から調製した菌体を用いてＳＤＳ－ＰＡＧＥを行い、ＩＰＴＧ添加に依存した目的タンパク質サイズのバンドの出現により、目的とするタンパク質が不溶体として発現されていることを確認した。
〔（３）タンパク質の精製〕
　ＩＰＴＧを添加してから２時間後に回収した菌体を２０ｍＭ　Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ　ｂｕｆｆｅｒ（ｐＨ７．４）で洗浄した。洗浄後の菌体を約１ｍＭのＰＭＳＦを含む２０ｍＭＴｒｉｓ－ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ７．４）に懸濁させ、高圧ホモジナイザー（ＧＥＡ　Ｎｉｒｏ　Ｓｏａｖｉ社）で細胞を破砕した。破砕した細胞を遠心分離し、沈殿物を得た。得られた沈殿物を、高純度になるまで２０ｍＭＴｒｉｓ－ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ７．４）で洗浄した。洗浄後の沈殿物を１００ｍｇ／ｍＬの濃度になるように８Ｍ　グアニジン緩衝液（８Ｍグアニジン塩酸塩、１０ｍＭリン酸二水素ナトリウム、２０ｍＭＮａＣｌ、１ｍＭＴｒｉｓ－ＨＣｌ、ｐＨ７．０）で懸濁し、６０℃で３０分間、スターラーで撹拌し、溶解させた。溶解後、透析チューブ（三光純薬株式会社製のセルロースチューブ３６／３２）を用いて水で透析を行った。透析後に得られた白色の凝集タンパク質を遠心分離により回収し、凍結乾燥機で水分を除き、凍結乾燥させた粉末状の目的タンパク質（ＰＲＴ７９９）を回収した。
〔紡糸原液及び成形体の作製〕
　ボイド形成物質として、以下の材料を準備した。
・脂質（菌体抽出物）
・スクロース（試薬・特級グレード、和光純薬工業株式会社製）
・リン酸（o-phosphoric acid）（試薬・９９％グレード、シグマアルドリッチ社製）
・宿主細胞粉末（目的タンパク質以外のタンパク質、脂質、糖及びミネラルを含む試料、培養菌体乾燥物）
・デオキシリボ核酸（試薬・デオキシリボ核酸魚類精子由来、シグマアルドリッチ社製）
　パイレックス(登録商標）ガラス製のスクリュー管瓶に所定量のギ酸（溶媒）を秤量した。目的タンパク質を溶媒に添加し、目的の濃度（溶解時２６質量％）となるように秤量し、同時に各種ボイド形成物質を、表７又は表８に示す含有量（質量％）となるように添加し、スクリュー管瓶に入れた。続いて、目的タンパク質及び各種ボイド形成物質を含むＤＭＳＯを温度４０℃の条件にて、スターラーで１時間以上撹拌した。得られた溶液を遠心分離機により脱泡した（条件：２０００ｒｐｍ、３０分間以上）。これにより、目的タンパク質及びボイド形成物質を含む紡糸原液（タンパク質溶液）を作製した。また、ボイド含有物質を添加しなかったこと以外は、上記同様にして、比較例のタンパク質繊維用のタンパク質溶液を作製した。各タンパク質溶液の粘度は５０００ｃｐに調整した。粘度測定は、ＥＭＳ粘度計用いて実施した。なお、表７～８及び図５～８に示す含有量（単位：質量％）は、タンパク質成形体１００質量％に対する含有量である。
　紡糸原液を４０℃（ヒーター温度）にて目開き１μｍのフィルターで濾過し、次いで、脱泡させた後（脱泡条件：３０秒、２０００ｒｐｍ）、４０℃（ヒーター温度）にてノズルからギアポンプを用いて、凝固液（メタノール）中へ吐出させた。凝固後のタンパク質を、下記の紡糸条件で紡糸することにより、表７又は表８に示す実施例及び比較例のタンパク質繊維（フィブロイン繊維）を得た。凝固後のタンパク質を紡糸する過程で、実施例５－２以外については、洗浄浴（洗浄浴液：水）を用いた洗浄を実施した。
紡糸条件
（第一固化浴）
凝固液：メタノール（温度：５℃）
（ホットローラー）
温度：５５℃
総延伸倍率：５．１７倍
（洗浄浴）
洗浄浴液：水（実施例５－２以外は実施）
　タンパク質繊維の複屈折率の測定結果を表７～８に示す。複屈折率は、タンパク質繊維に存在するボイドと相関しており、ボイドが形成されていると、複屈折率の値が低くなることが知られている。なお、複屈折率は、偏光顕微鏡：BX51 (OLYMPUS)を使用し、レタデーション測定ソフト： WPA-View Ver.2.4.2.9  (Photonic Lattice, Inc.)により算出した。各実施例のタンパク質成形体の複屈折率は、比較例１のボイド形成物質及びボイドを含まないタンパク質成形体の複屈折率を１００％としたときの複屈折率である。
　光沢評価は、目視により実施した。光沢評価では、光沢ありの場合「－」、光沢が比較例１と比べて抑制されている場合「＋」、光沢なしの場合「＋＋」と評価した。
　図４～９は、タンパク質繊維の顕微鏡写真、並びに、表面構造（スキン層）及び内部構造（切断面）の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。図１０は、実施例及び比較例のタンパク質繊維の写真である。図１０において、Ａは比較例１（コントロール）、Ｂは実施例１－１（ＤＮＡ）、Ｃ～Ｄはそれぞれ実施例２－１及び実施例２－２（脂質）、Ｅ～Ｆはそれぞれ実施例３－１～３－２（スクロース）、Ｇ～Ｈはそれぞれ実施例４－１及び４－２（リン酸）、Ｉ～Ｊはそれぞれ実施例５－１及び５－２（乾燥細胞）のタンパク質繊維の写真を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　図５～９に示すとおり、ボイド形成物質を含む紡糸原液を用いて、タンパク質繊維を成形した場合、得られるタンパク質繊維にボイドが形成されることが確認された。
　表７～８及び図１０に示すとおり、ボイド形成物質を含む紡糸原液を用いて得たタンパク質繊維は、ボイド形成物質を含まない紡糸原液を用いて得たタンパク質繊維と比べて、光沢が抑制されていた。複屈折率が９５％以上である場合では、タンパク質繊維に光沢があった。一方、複屈折率が９５％未満７５％以上である場合では、タンパク質繊維の光沢が抑制され（比較例１との対比）、複屈折率が７５％未満である場合では、タンパク質繊維に光沢がなかった。

Claims (12)

  1. 　目的タンパク質、ボイド形成物質及び溶媒を含むタンパク質溶液を用いて、前記目的タンパク質の成形体を形成する工程を備える、タンパク質成形体の製造方法。
  2. 　前記成形体が繊維である、請求項１に記載のタンパク質成形体の製造方法。
  3. 　前記ボイド形成物質が、前記目的タンパク質以外のタンパク質、脂質、糖、核酸及びミネラルからなる群より選択される少なくとも１種である、請求項１又は２に記載のタンパク質成形体の製造方法。
  4. 　前記タンパク質溶液中の前記ボイド形成物質の含有量が、前記目的タンパク質１００質量部に対して、３質量部以上である、請求項１～３のいずれか一項に記載のタンパク質成形体の製造方法。
  5. 　前記タンパク質成形体中のボイドの含有体積が、前記タンパク質成形体中の目的タンパク質１００体積％に対して、３体積％以上である、請求項１～４のいずれか一項に記載のタンパク質成形体の製造方法。
  6. 　前記目的タンパク質が、構造タンパク質である、請求項１～５のいずれか一項に記載のタンパク質成形体の製造方法。
  7. 　前記構造タンパク質が、クモ糸フィブロインである、請求項６に記載のタンパク質成形体の製造方法。
  8. 　目的タンパク質とボイド形成物質とを含み、
    　前記ボイド形成物質の含有量が、前記目的タンパク質１００質量％に対して、１質量％超である、目的タンパク質成形体。
  9. 　目的タンパク質を含み、
    　前記目的タンパク質１００体積％に対して、ボイドを１体積％超含む、目的タンパク質成形体。
  10. 　目的タンパク質成形体の複屈折率が、ボイドを含まない目的タンパク質成形体の複屈折率を１００％としたときに、９５％未満である、目的タンパク質成形体。
  11. 　前記目的タンパク質が、構造タンパク質である、請求項８～１０のいずれか一項に記載の目的タンパク質成形体。
  12. 　前記構造タンパク質が、クモ糸フィブロインである、請求項１１に記載の目的タンパク質成形体。
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