WO2019194261A1 - 人造フィブロイン繊維 - Google Patents

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WO2019194261A1
WO2019194261A1 PCT/JP2019/014896 JP2019014896W WO2019194261A1 WO 2019194261 A1 WO2019194261 A1 WO 2019194261A1 JP 2019014896 W JP2019014896 W JP 2019014896W WO 2019194261 A1 WO2019194261 A1 WO 2019194261A1
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WO
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amino acid
fibroin
seq
acid sequence
motif
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/014896
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English (en)
French (fr)
Inventor
潤一 菅原
森田　啓介
中村　浩之
Original Assignee
Ｓｐｉｂｅｒ株式会社
小島プレス工業株式会社
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Filing date
Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F4/00—Monocomponent artificial filaments or the like of proteins; Manufacture thereof
    • D01F4/02—Monocomponent artificial filaments or the like of proteins; Manufacture thereof from fibroin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/10—Processes for the isolation, preparation or purification of DNA or RNA

Definitions

  • the present invention relates to an artificial fibroin fiber.
  • Silk which is a kind of natural fibroin fiber, is known as a fiber that sufficiently satisfies the touch and has a high-class feeling.
  • fibers used in clothing, bedding, etc. are required to have softness and heat retention. Therefore, silk used for clothing, bedding, and the like is subjected to, for example, shrink processing to increase bulkiness, thereby imparting flexibility and heat retention in some cases.
  • synthetic fibers such as polyester fibers, polyamide fibers, and acrylic fibers are generally used for clothing, bedding, etc., and these synthetic fibers are brought into contact with boiling water and then left for 12 hours.
  • the shrinkage rate of 40% or more is realized (Patent Document 1).
  • An object of the present invention is to provide an artificial fibroin fiber that is sufficiently contracted by being brought into a wet state by being brought into contact with water and that can be produced safely.
  • the present invention relates to the following inventions, for example.
  • Shrinkage rate ⁇ 1 ⁇ (length of artificial fibroin fiber made wet by contact with water below boiling point / length of artificial fibroin fiber before contact with water below boiling point) ⁇ ⁇ 100 (%)
  • the artificial fibroin fiber according to [1], wherein the modified fibroin is a modified spider silk fibroin.
  • the artificial fibroin fiber according to [1] or [2], wherein the temperature of the water is 10 to 90 ° C.
  • the modified fibroin comprises a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m , The domain sequence has an amino acid sequence with a reduced content of n motif (A) corresponding to deletion of at least one or more (A) n motifs compared to naturally occurring fibroin, The artificial fibroin fiber according to any one of [1] to [4].
  • (A) n motif represents an amino acid sequence composed of 2 to 27 amino acid residues, and (A) the number of alanine residues relative to the total number of amino acid residues in n motif is 83% or more. .
  • REP indicates an amino acid sequence composed of 10 to 200 amino acid residues.
  • m represents an integer of 2 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.
  • [6] The domain sequences, as compared to the naturally occurring fibroin, equivalent to at least the N-terminal side to the C-terminal one to three (A) n motif every one (A) n motifs lacking The artificial fibroin fiber according to [5], which has an amino acid sequence.
  • the domain sequences as compared to the naturally occurring fibroin, at least the N-terminal side of two consecutive towards the C-terminal side from the (A) n motif deletions, and one (A) n motif deletions
  • the artificial fibroin fiber according to [5] which has an amino acid sequence corresponding to repetition in this order.
  • the modified fibroin comprises a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m , From the N-terminal side to the C-terminal side, compare the number of REP amino acid residues of two adjacent [(A) n motif-REP] units in order, and the number of REP amino acid residues with a small number of amino acid residues.
  • the modified fibroin comprises a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m , Compared with naturally-occurring fibroin, the content of glycine residues corresponding to at least one or more glycine residues in REP was replaced with another amino acid residue in the domain sequence was reduced. Having an amino acid sequence, The artificial fibroin fiber according to any one of [1] to [4].
  • (A) n motif represents an amino acid sequence composed of 2 to 27 amino acid residues, and (A) the number of alanine residues relative to the total number of amino acid residues in n motif is 83% or more.
  • REP indicates an amino acid sequence composed of 10 to 200 amino acid residues.
  • m represents an integer of 2 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.
  • the domain sequence is at least one or more of at least one motif sequence selected from GGX and GPGXX in REP (where X represents an amino acid residue other than glycine).
  • the artificial fibroin fiber according to [9] having an amino acid sequence corresponding to substitution of one glycine residue in the motif sequence with another amino acid residue.
  • the modified fibroin comprises a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m , XGX contained in all REPs in the sequence excluding the sequence from the domain sequence to the most C-terminal side (A) n motif to the C-terminus of the domain sequence (where X is an amino acid residue other than glycine)
  • the total number of amino acid residues in the amino acid sequence consisting of z) is z, and the domain sequence is located at the most C-terminal side (A) in the sequence excluding the sequence from the n motif to the C-terminus of the domain sequence
  • the artificial fibroin fiber according to any one of [1] to [4], wherein z / w is 50.9% or more, where w is the total number of amino acid residues.
  • (A) n motif represents an amino acid sequence composed of 2 to 27 amino acid residues, and (A) the number of alanine residues relative to the total number of amino acid residues in n motif is 83% or more.
  • REP indicates an amino acid sequence composed of 10 to 200 amino acid residues.
  • m represents an integer of 2 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.
  • the modified fibroin corresponds to the substitution of one or more glycine residues in REP with another amino acid residue as compared with naturally occurring fibroin, and in addition, one or more amino acid residues
  • the artificial fibroin fiber according to any one of [9] to [12], which has an amino acid sequence corresponding to substitution, deletion, insertion and / or addition.
  • the modified fibroin comprises a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m , The domain sequence has one or more amino acid residues in REP substituted with amino acid residues having a higher hydrophobicity index and / or one or more hydrophobicity in REP compared to naturally occurring fibroin.
  • (A) n motif represents an amino acid sequence composed of 2 to 27 amino acid residues, and (A) the number of alanine residues relative to the total number of amino acid residues in n motif is 83% or more.
  • REP indicates an amino acid sequence composed of 10 to 200 amino acid residues.
  • m represents an integer of 2 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.
  • the amino acid residue having a large hydrophobicity index is selected from isoleucine (I), valine (V), leucine (L), phenylalanine (F), cysteine (C), methionine (M) and alanine (A). 14] or the artificial fibroin fiber according to [15].
  • the modified fibroin comprises a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m , (A) The average of the hydrophobicity index of four consecutive amino acid residues in all REPs included in the sequence excluding the sequence from the n motif to the C terminus of the domain sequence from the domain sequence. P is the total number of amino acid residues contained in the region where the value is 2.6 or more, and 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.
  • (A) n motif represents an amino acid sequence composed of 2 to 27 amino acid residues, and (A) the number of alanine residues relative to the total number of amino acid residues in n motif is 83% or more.
  • REP indicates an amino acid sequence composed of 10 to 200 amino acid residues.
  • m represents an integer of 2 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.
  • one or more amino acid residues in REP are replaced with amino acid residues having a higher hydrophobicity index and / or one or more hydrophobic groups in REP compared to naturally occurring fibroin.
  • it further has an amino acid sequence corresponding to substitution, deletion, insertion and / or addition of one or more amino acid residues [14 ]
  • the artificial fibroin fiber according to any one of [17] to [17].
  • the modified fibroin comprises a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m- (A) n motif; Glutamine residue content corresponding to the domain sequence having one or more glutamine residues in REP deleted or substituted with other amino acid residues compared to naturally occurring fibroin Has a reduced amino acid sequence, The artificial fibroin fiber according to any one of [1] to [4].
  • (A) n motif represents an amino acid sequence composed of 2 to 27 amino acid residues
  • (A) the number of alanine residues is 80% with respect to the total number of amino acid residues in n motif. That's it.
  • REP indicates an amino acid sequence composed of 10 to 200 amino acid residues.
  • m represents an integer of 2 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.
  • [20] The artificial fibroin fiber according to [19], wherein the modified fibroin includes a GPGXX (where X represents an amino acid residue other than a glycine residue) motif in REP, and the content ratio of the GPGXX motif is 10% or more. .
  • the other amino acid residues are isoleucine (I), valine (V), leucine (L), phenylalanine (F), cysteine (C), methionine (M), alanine (A), glycine (G), threonine ( Any one of [19] to [21], which is an amino acid residue selected from the group consisting of T), serine (S), tryptophan (W), tyrosine (Y), proline (P) and histidine (H) 1.
  • the artificial fibroin fiber according to any one of [19] to [23], which has an amino acid sequence corresponding to substitution, deletion, insertion and / or addition of a plurality of amino acid residues.
  • LOI limiting oxygen index
  • an artificial fibroin fiber that is sufficiently contracted by being brought into a wet state by being brought into contact with water and that can be manufactured safely.
  • the modified fibroin according to the present embodiment has a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m- (A) n motif. It is 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.
  • modified fibroin means an artificially produced fibroin (artificial fibroin).
  • the modified fibroin may be a fibroin whose domain sequence is different from the amino acid sequence of naturally occurring fibroin or may be the same as the amino acid sequence of naturally occurring fibroin.
  • Natural fibroin as used herein is also represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m- (A) n motif.
  • a protein comprising a domain sequence to be processed.
  • the “modified fibroin” may be one that uses the amino acid sequence of naturally-occurring fibroin as it is, or a modified amino acid sequence based on the amino acid sequence of naturally-occurring fibroin (for example, a cloned naturally-derived fibroin).
  • the amino acid sequence may be modified by modifying the gene sequence of fibroin), or artificially designed and synthesized without relying on natural fibroin (for example, a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence). It may be one having a desired amino acid sequence by chemical synthesis.
  • 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, 10 to 40, 10 to 60, 10 to 80, 10 to 100, 10 to 120, 10 to 140, 10 to 160, or It may be an amino acid sequence composed of 10 to 180 amino acid residues.
  • m represents an integer of 2 to 300, 8 to 300, 10 to 300, 20 to 300, 40 to 300, 60 to 300, 80 to 300, 100 to 300, 10 to 200, 20 to 200, 20 to 180, It may be an integer from 20 to 160, 20 to 140, or 20 to 120.
  • 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.
  • the modified fibroin according to the present embodiment is, for example, an amino acid sequence corresponding to, for example, substitution, deletion, insertion and / or addition of one or a plurality of amino acid residues to the cloned gene sequence of naturally derived fibroin. It can be obtained by modifying the above. 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.
  • Naturally-derived fibroin is a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m- (A) n motif.
  • Specific examples include fibroin produced by insects or spiders.
  • fibroin produced by insects include, for example, Bombyx mori, Kwako (Bombyx mandarina), Tenaea (Antheraea palaniii), and ⁇ ⁇ (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 and the genus Spider belonging to the genus Spider belonging to the genus
  • 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 amino acid sequence 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 spidrin 2 [derived from Nephila clavata (GenBank accession number AAL32 base sequence 45 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 according to the present embodiment may be a modified silk fibroin (a modified amino acid sequence of a silk protein produced by a silkworm), or a modified spider silk fibroin (a spider silk protein produced by a spider). It may be a modified amino acid sequence).
  • a modified spider silk fibroin is preferable.
  • the modified spider silk fibroin is excellent in heat retention, moisture absorption heat generation and / or flame retardancy.
  • modified fibroin examples include a modified fibroin derived from a large sphincter bookmarker protein produced in a large spider gland (first modified fibroin), a domain sequence with a reduced content of glycine residues Modified fibroin (second modified fibroin) having (A) modified fibroin (third modified fibroin) having a domain sequence with reduced content of n motif, content of glycine residue, and (A) n Modified fibroin with reduced motif content (fourth modified fibroin), modified fibroin having a domain sequence that includes a region with a large hydrophobic index locally (fifth modified fibroin), and glutamine residue content Are modified fibroins having a reduced domain sequence (sixth modified fibroin).
  • Examples of the first modified fibroin include a protein comprising a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m .
  • (A) the number of amino acid residues of the n motif is preferably an integer of 3 to 20, more preferably an integer of 4 to 20, still more preferably an integer of 8 to 20, and an integer of 10 to 20 Is more preferable, an integer of 4 to 16 is still more preferable, an integer of 8 to 16 is particularly preferable, and an integer of 10 to 16 is most preferable.
  • 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.
  • 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 or 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.
  • modified fibroin As a more specific example of the first modified fibroin, (1-i) an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 (recombinant spider silk protein ADF3KaiLargeNRSH1), or (1-ii) an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 and 90 Mention may be made of modified fibroin comprising an amino acid sequence having a sequence identity of at least%. 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 second modified fibroin has an amino acid sequence whose domain sequence 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 a glycine residue, but a valine (V) residue, a leucine (L) residue, an isoleucine (I) residue, 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, hydrophilic amino acid residues such as lysine (K) residues and glutamic acid (E) residues are preferred, and valine (V) residues, leucine (L) residues, isoleucine (I) residues, F) residue and glutamine (Q) residue are more preferred, and glutamine (Q) residue is still more preferred.
  • the second modified fibroin examples include (2-i) SEQ ID NO: 6 (Met-PRT380), SEQ ID NO: 7 (Met-PRT410), SEQ ID NO: 8 (Met-PRT525) or SEQ ID NO: 9 (Met -PRT799), or (2-ii) an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9, Mention may be made of modified fibroin.
  • the modified fibroin (2-i) will be described.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6 is obtained by substituting GQX for all GGX in the REP of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 10 (Met-PRT313) corresponding to naturally occurring fibroin.
  • 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 C-terminal side was deleted so as to be almost the same as the molecular weight of SEQ ID NO: 7.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9 is a region of 20 domain sequences present in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 (however, several amino acid residues on the C-terminal side of the region are substituted). Is obtained by adding a predetermined hinge sequence and a His tag sequence to the C-terminus 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 89.8%, 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: 11 (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 a tag sequence (2-iii) the amino acid represented by SEQ ID NO: 12 (PRT380), SEQ ID NO: 13 (PRT410), SEQ ID NO: 14 (PRT525) or SEQ ID NO: 15 (PRT799)
  • Examples include (2-iv) modified fibroin comprising an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in (2-iv) SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15. .
  • amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 16 are SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 9, respectively.
  • amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11 is added to the N-terminus of the amino acid sequence shown.
  • the modified fibroin may be composed of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 13, 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: 12, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15.
  • the modified fibroin of (2-iv) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m .
  • the sequence identity is preferably 95% or more.
  • the modified fibroin (2-iv) has an XGX (which has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 13, 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.
  • the third modified fibroin has an amino acid sequence in which the domain sequence has a reduced content of (A) n motif compared to naturally occurring fibroin. 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 the N-terminal sequence and the C-terminal sequence from the modified 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.
  • x / y in naturally derived fibroin will be described.
  • 663 types of fibroin (of which 415 types were derived from spiders) were extracted.
  • x / y is calculated from the amino acid sequence of naturally derived fibroin composed of the domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m by the above-described calculation method.
  • FIG. 3 shows the results when the jagged ratio is 1: 1.9 to 4.1.
  • the horizontal axis indicates x / y (%), and the vertical axis indicates frequency.
  • x / y in naturally derived fibroin is less than 64.2% (the highest, 64.14%).
  • 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.
  • third modified fibroin examples include (3-i) SEQ ID NO: 17 (Met-PRT399), SEQ ID NO: 7 (Met-PRT410), SEQ ID NO: 8 (Met-PRT525), or SEQ ID NO: 9 (Met -PRT799), or (3-ii) an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9, Mention may be made of modified fibroin.
  • the modified fibroin (3-i) will be described.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 17 is derived from the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 10 (Met-PRT313) corresponding to naturally-occurring fibroin from the N-terminal side to the C-terminal side every two (A) n
  • the motif is deleted, and one [(A) n motif-REP] is inserted before the C-terminal sequence.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9 is as described in the second modified fibroin.
  • 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: 17 and the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 7 are both 93.4%.
  • the value of x / y in the amino acid sequence 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 89.8%.
  • the z / w values in the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 9 are 46.8%, 56.2%, 70.1% and 66. respectively. 1% and 70.0%.
  • the modified fibroin (3-i) may consist of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 17, 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: 17, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9.
  • the modified fibroin of (3-ii) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m .
  • the sequence identity is preferably 95% or more.
  • the modified fibroin of (3-ii) has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9, and from the N-terminal side to the C-terminal side
  • the 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 a tag sequence 3-iii) amino acids represented by SEQ ID NO: 18 (PRT399), SEQ ID NO: 13 (PRT410), SEQ ID NO: 14 (PRT525) or SEQ ID NO: 15 (PRT799)
  • a modified fibroin comprising an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the sequence or (3-iv) the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15. .
  • amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 and SEQ ID NO: 15 are SEQ ID NO: 11 at the N-terminus of the amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 9, respectively. Are added to the amino acid sequence (including His tag sequence and hinge sequence).
  • the modified fibroin may be composed of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15.
  • the modified fibroin (3-iv) comprises an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15.
  • the modified fibroin of (3-iv) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m .
  • the sequence identity is preferably 95% or more.
  • the modified fibroin (3-iv) has a sequence identity of 90% or more with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 13, 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 fourth modified fibroin has an amino acid sequence whose domain sequence has a reduced glycine residue content in addition to (A) a reduced content of the n motif compared to naturally occurring fibroin. It is what you have.
  • 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. That is, the fourth modified fibroin is a modified fibroin having the characteristics of the second modified fibroin described above and the third modified fibroin. Specific embodiments and the like are as described in the second modified fibroin and the third modified fibroin.
  • SEQ ID NO: 7 (Met-PRT410), SEQ ID NO: 8 (Met-PRT525), SEQ ID NO: 9 (Met-PRT799), SEQ ID NO: 13 (PRT410) ), SEQ ID NO: 14 (PRT525) or SEQ ID NO: 15 (PRT799), or (4-ii) SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15
  • a modified fibroin comprising an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by Specific embodiments of the modified fibroin comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15 are as described above.
  • the fifth modified fibroin has a domain sequence in which one or more amino acid residues in REP are replaced with amino acid residues having a higher hydrophobicity index and / or REP compared to naturally occurring fibroin. It may have an amino acid sequence including a region having a large hydrophobicity index corresponding to the insertion of one or more amino acid residues having a large hydrophobicity index.
  • 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.
  • the fifth modified fibroin (5-i) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 19 (Met-PRT720), SEQ ID NO: 20 (Met-PRT665) or SEQ ID NO: 21 (Met-PRT666), Or (5-ii) a modified fibroin comprising 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 (5-i) will be described.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 19 consists of 3 amino acid residues for every other REP with respect to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 (Met-PRT410), excluding the domain sequence of the terminal on the C-terminal side.
  • An amino acid sequence (VLI) is inserted at two positions, a part of glutamine (Q) residues is substituted with a serine (S) residue, and a part of amino acids on the C-terminal side is deleted.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 20 is an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8 (Met-PRT525) with one amino acid sequence (VLI) consisting of 3 amino acid residues inserted every other REP. is there.
  • 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: 8 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 the tag sequence examples include (5-iii) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 22 (PRT720), SEQ ID NO: 23 (PRT665) or SEQ ID NO: 24 (PRT666), or (5-iv And a modified fibroin comprising an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23 or SEQ ID NO: 24.
  • amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23 and SEQ ID NO: 24 are the amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 11 (His tag) 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. Including a sequence and a hinge sequence).
  • the modified fibroin may be composed of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23, or SEQ ID NO: 24.
  • the modified fibroin (5-iv) comprises an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23 or SEQ ID NO: 24.
  • the modified fibroin of (5-iv) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m .
  • the sequence identity is preferably 95% or more.
  • the modified fibroin of (5-iv) has a sequence identity of 90% or more with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23 or SEQ ID NO: 24, 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 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 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.
  • GPGXX motif content is a value calculated by the following method.
  • Formula 1 [(A) n motif-REP] m
  • Formula 2 [(A) n motif-REP] m- (A) fibroin (modified fibroin or naturally derived) containing a domain sequence represented by the n motif In fibroin), the number of GPGXX motifs contained in the region in all REPs contained in the sequence excluding the sequence from the domain sequence (A) n motif located at the most C-terminal side to the C-terminus of the domain sequence.
  • the number obtained by multiplying the total number by three is s, and is located at the most C-terminal side.
  • the sequence from the n motif to the C-terminal of the domain sequence is determined from the domain sequence.
  • the content ratio of the GPGXX motif is calculated as s / t, where t is the total number of amino acid residues of all REPs excluding the n motif. It is.
  • “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. 5 is a schematic diagram showing the domain sequence of the modified fibroin.
  • all REPs are “a sequence located at the most C-terminal side (A)
  • the sequence from the n motif to the C-terminal of the domain sequence is excluded from the domain sequence” (the sequence indicated by “region A” in FIG. ))
  • 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
  • Formula 2 [(A) n motif-REP] m-
  • A) the sequence from the n- motif to the C-terminal of the domain sequence located on the most C-terminal side is included.
  • the total number of glutamine residues contained in the region 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 excluded from the domain sequence
  • (A) n The glutamine residue content is calculated as u / t, where t is the total number of amino acid residues in all REPs excluding the motif.
  • 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 ) Amino acid residues selected from alanine (A), glycine (G), threonine (T), serine (S), tryptophan (W), tyrosine (Y), proline (P) and histidine (H). it can.
  • 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 preferably, it is an amino acid residue selected from 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
  • Formula 2 [(A) n motif-REP] m-
  • A) the sequence from the n- motif to the C-terminal of the domain sequence located on the most C-terminal side is included.
  • the sum of the hydrophobicity index of each amino acid residue in the region is represented by v, and 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 hydrophobicity of REP is calculated as v / t, where t is the total number of amino acid residues of all REPs excluding the n motif.
  • t is the total number of amino acid residues of all REPs excluding the n motif.
  • 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.
  • sixth modified fibroin examples include (6-i) SEQ ID NO: 25 (Met-PRT888), SEQ ID NO: 26 (Met-PRT965), SEQ ID NO: 27 (Met-PRT889), SEQ ID NO: 28 (Met -PRT916), a modified fibroin comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 29 (Met-PRT918), SEQ ID NO: 30 (Met-PRT699), SEQ ID NO: 31 (Met-PRT698) or SEQ ID NO: 32 (Met-PRT966), or (6-ii) 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO: 26, SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31 or SEQ ID NO: 32 Mention may be made of modified fibroin comprising an amino acid sequence having.
  • the (6-i) modified fibroin will be described.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 25 is obtained by substituting VL for QQ in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 (Met-PRT410).
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 26 is obtained by substituting all QQs in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 with TS and replacing the remaining Q with A.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 27 is obtained by substituting all QQs in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 with VL and replacing the remaining Q with I.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 28 is obtained by replacing all QQs in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 with VI and replacing the remaining Q with L.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 29 is one in which all QQs in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 are substituted with VF, and the remaining Q is substituted with I.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 30 is obtained by substituting VL for all QQs in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8 (Met-PRT525).
  • the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 31 is obtained by substituting all QQs in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8 with VL and replacing the remaining Q with I.
  • amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO: 26, SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31 and SEQ ID NO: 32 all have a glutamine residue content of 9% or less. Yes (Table 2).
  • the modified fibroin (6-i) comprises the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO: 26, SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31 or SEQ ID NO: 32. There may be.
  • the modified fibroin of (6-ii) is 90% or more of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO: 26, SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31 or SEQ ID NO: 32 An amino acid sequence having the following sequence identity is included.
  • 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 a tag sequence (6-iii) SEQ ID NO: 33 (PRT888), SEQ ID NO: 34 (PRT965), SEQ ID NO: 35 (PRT889), SEQ ID NO: 36 (PRT916), SEQ ID NO: 37 (PRT918), SEQ ID NO: 38 (PRT699), SEQ ID NO: 39 (PRT698) or modified fibroin comprising the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 40 (PRT966), or (6-iv) SEQ ID NO: 33, SEQ ID NO: 34, SEQ ID NO: 35, modified fibroin comprising an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39 or SEQ ID NO: 40.
  • amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 33, SEQ ID NO: 34, SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39, and SEQ ID NO: 40 are SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO: 26, SEQ ID NO: 27, respectively.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11 was added to the N-terminus of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31 and SEQ ID NO: 32. Is.
  • SEQ ID NO: 33 SEQ ID NO: 34, SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39.
  • amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 40 has a glutamine residue content of 9% or less (Table 3).
  • the modified fibroin (6-iii) comprises the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 33, SEQ ID NO: 34, SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39, or SEQ ID NO: 40. There may be.
  • the modified fibroin of (6-iv) has 90% or more of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 33, SEQ ID NO: 34, SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39 or SEQ ID NO: 40
  • An amino acid sequence having the following sequence identity is included.
  • 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 has at least two or more of the characteristics of the first modified fibroin, the second modified fibroin, the third modified fibroin, the fourth modified fibroin, the fifth modified fibroin, and the sixth modified fibroin. It may be a modified fibroin having the following characteristics.
  • the limit oxygen index (LOI) value of the modified fibroin according to this embodiment may be 18 or more, 20 or more, 22 or more, 24 or more, 26 or more, 28 or more, 29 or more, or 30 or more.
  • the LOI value is a value measured in accordance with “Test method for powdered or low melting point synthetic resin” described in “Fire Safety No. 50 (May 31, 1995)”. is there.
  • required according to the following formula A of the modified fibroin which concerns on this embodiment may be more than 0.025 degreeC / g.
  • Formula A: Maximum moisture absorption exotherm ⁇ (maximum value of sample temperature when the sample is placed in a low humidity environment until the sample temperature reaches equilibrium and then transferred to a high humidity environment) ⁇ (sample Sample temperature when placed in a low-humidity environment until the temperature reaches equilibrium and then moved to a high-humidity environment) ⁇ (° C.) / Sample weight (g)
  • a low humidity environment means an environment having a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 40%
  • a high humidity environment means an environment having a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 90%.
  • the maximum moisture absorption exotherm of the modified fibroin according to this embodiment is 0.026 ° C./g or more, 0.027 ° C./g or more, 0.028 ° C./g or more, 0.029 ° C./g or more, 0.030 ° C. / G or more, 0.035 ° C./g or more, or 0.040 ° C./g or more.
  • limiting in particular in the upper limit of the maximum moisture absorption heat generation degree Usually, it is 0.060 degrees C / g or less.
  • the modified fibroin according to the present embodiment may have a heat retention index determined according to the following formula B of 0.20 or more.
  • Thermal insulation index Heat retention ratio (%) / Sample weight (g / m 2 )
  • the heat retention rate means a heat retention rate measured by a dry contact method using a Thermolab II type testing machine (under wind of 30 cm / second), and is measured by a method described in a test example described later. Is the value to be
  • the heat retention index of the modified fibroin according to this embodiment may be 0.22 or more, may be 0.24 or more, may be 0.26 or more, may be 0.28 or more, and may be 0. .30 or more and 0.32 or more.
  • exponent there is no restriction
  • exponent For example, it may be 0.60 or less or 0.40 or less.
  • the modified fibroin according to any of the above embodiments is, for example, a host transformed with an expression vector having a nucleic acid sequence encoding the modified fibroin and one or more regulatory sequences operably linked to the nucleic acid sequence. Can be produced by expressing the nucleic acid.
  • the method for producing the nucleic acid encoding the modified fibroin is not particularly limited.
  • the nucleic acid is produced by a method such as amplification by polymerase chain reaction (PCR), cloning, modification by genetic engineering techniques, or chemical synthesis. can do.
  • the method for chemically synthesizing nucleic acids is not particularly limited. For example, based on the amino acid sequence information of fibroin obtained from the NCBI web database, etc., AKTA oligopilot plus 10/100 (GE Healthcare Japan Co., Ltd.) A gene can be chemically synthesized by a method of linking oligonucleotides that are synthesized automatically by PCR or the like.
  • a nucleic acid encoding the modified fibroin consisting of an amino acid sequence in which an amino acid sequence consisting of a start codon and a His10 tag is added to the N terminus of the above amino acid sequence is synthesized. May be.
  • Regulatory sequences are sequences that control the expression of modified fibroin 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 the host cell and can induce expression of the modified fibroin 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 that 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 modified fibroin 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 modified fibroin 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 can be mentioned.
  • 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 modified fibroin 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 modified fibroin can be produced, for example, by culturing a host transformed with an expression vector in a culture medium, generating and accumulating the modified fibroin in the culture medium, and collecting 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 modified fibroin can be performed by a commonly used method.
  • the host cells are recovered by centrifugation after culturing, suspended in an aqueous buffer, and then subjected to an ultrasonic crusher, a French press, a manton.
  • the host cells are disrupted with a Gaurin homogenizer, dynomill, etc. 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 a resin such as diethylaminoethyl (DEAE) -Sepharose, DIAION HPA-75 (manufactured by Mitsubishi Kasei), and a positive using a resin such as S-Sepharose FF (manufactured by Pharmacia)
  • Electrophoretic 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 modified fibroin when expressed by forming an insoluble substance in the cell, the host cell is similarly collected, crushed, and centrifuged to collect the modified fibroin insoluble substance as a precipitate fraction.
  • the recovered insoluble form of modified fibroin can be solubilized with a protein denaturant.
  • a purified preparation of modified fibroin can be obtained by the same isolation and purification method as described above.
  • the modified fibroin when secreted extracellularly, the modified fibroin 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.
  • the artificial fibroin fiber according to the present embodiment can be produced by a known spinning method. That is, for example, when producing an artificial fibroin fiber containing a modified fibroin as a main component, first, the modified fibroin produced according to the above-described method is converted into dimethyl sulfoxide (DMSO), N, N-dimethylformamide (DMF), A dope solution is prepared by adding to a solvent such as formic acid or hexafluoroisopropanol (HFIP) together with an inorganic salt as a dissolution accelerator, if necessary, and dissolving. Next, the target artificial fibroin fiber can be obtained by spinning using this dope solution by a known spinning method such as wet spinning, dry spinning, dry wet spinning or melt spinning. Preferred spinning methods include wet spinning or dry wet spinning.
  • a known spinning method such as wet spinning, dry spinning, dry wet spinning or melt spinning.
  • Preferred spinning methods include wet spinning or dry wet spinning.
  • FIG. 6 is an explanatory view schematically showing an example of a spinning device for producing artificial fibroin fibers.
  • a spinning device 10 illustrated in FIG. 6 is an example of a spinning device for dry and wet spinning, and includes an extrusion device 1, an undrawn yarn production device 2, a wet heat drawing device 3, and a drying device 4.
  • the dope solution 6 stored in the storage tank 7 is pushed out from the base 9 by the gear pump 8.
  • the dope solution may be filled into a cylinder and extruded from a nozzle using a syringe pump.
  • the extruded dope liquid 6 is supplied into the coagulating liquid 11 in the coagulating liquid tank 20 through the air gap 19, the solvent is removed, the modified fibroin is coagulated, and a fibrous coagulated body is formed.
  • the fibrous solidified body is supplied into the hot water 12 in the drawing bath 21 and drawn.
  • the draw ratio is determined by the speed ratio between the supply nip roller 13 and the take-up nip roller 14.
  • the stretched fibrous solidified body is supplied to the drying device 4 and dried in the yarn path 22, and an artificial fibroin fiber is obtained as the wound thread body 5.
  • Reference numerals 18a to 18g denote thread guides.
  • the coagulation liquid 11 may be any solvent that can be desolvated, and examples thereof include lower alcohols having 1 to 5 carbon atoms such as methanol, ethanol and 2-propanol, and acetone.
  • the coagulation liquid 11 may appropriately contain water.
  • the temperature of the coagulation liquid 11 is preferably 0 to 30 ° C.
  • the extrusion speed is preferably 0.2 to 6.0 ml / hour per hole, and 1.4 to 4.0 ml / hour More preferably it is time.
  • the distance that the coagulated protein passes through the coagulation liquid 11 may be a length that allows efficient desolvation, for example, 200 to 500 mm. It is.
  • the take-up speed of the undrawn yarn may be, for example, 1 to 20 m / min, and preferably 1 to 3 m / min.
  • the residence time in the coagulating liquid 11 may be, for example, 0.01 to 3 minutes, and preferably 0.05 to 0.15 minutes.
  • stretching pre-stretching
  • the coagulating liquid tank 20 may be provided in multiple stages, and the stretching may be performed in each stage or a specific stage as necessary.
  • the stretching performed when obtaining the artificial fibroin fiber for example, dry stretching is also adopted in addition to the pre-stretching performed in the coagulating liquid tank 20 and the wet heat stretching performed in the stretching bath 21.
  • Wet heat stretching can be performed in warm water, in a solution obtained by adding an organic solvent or the like to warm water, or in steam heating.
  • the temperature may be, for example, 50 to 90 ° C., and preferably 75 to 85 ° C.
  • undrawn yarn or predrawn yarn
  • Dry heat stretching can be performed using an electric tubular furnace, a dry heat plate, or the like.
  • the temperature may be, for example, 140 ° C. to 270 ° C., and preferably 160 ° C. to 230 ° C.
  • an undrawn yarn or predrawn yarn
  • an undrawn yarn can be drawn, for example, 0.5 to 8 times, and preferably 1 to 4 times.
  • Wet heat stretching and dry heat stretching may be performed independently, or may be performed in multiple stages or in combination. That is, the first stage stretching is performed by wet heat stretching, the second stage stretching is performed by dry heat stretching, or the first stage stretching is performed by wet heat stretching, the second stage stretching is performed by wet heat stretching, and the third stage stretching is performed by dry heat stretching.
  • wet heat stretching and dry heat stretching can be appropriately combined.
  • the final draw ratio of the lower limit of the undrawn yarn (or predrawn yarn) is preferably more than 1 time, 2 times or more, 3 times or more, 4 times or more, 5 times or more, 6 times. Above, 7 times or more, 8 times or more, 9 times or more, and upper limit is preferably 40 times or less, 30 times or less, 20 times or less, 15 times or less, 14 times or less, 13 times or less 12 times or less, 11 times or less, and 10 times or less.
  • the artificial fibroin fiber is a fiber spun at a draw ratio of 2 times or more, the shrinkage rate when the artificial fibroin fiber is brought into a wet state by being brought into contact with water becomes higher.
  • the artificial fibroin fiber according to this embodiment is obtained by spinning the above-described modified fibroin and contains the above-described modified fibroin as a main component.
  • the artificial fibroin fiber according to this embodiment has a shrinkage rate defined by the following formula of 2% or more. Thereby, it can shrink
  • Shrinkage rate ⁇ 1 ⁇ (length of artificial fibroin fiber wetted by contact with water below boiling point / length of artificial fibroin fiber before contact with water below boiling point) ⁇ ⁇ 100 (%)
  • the shrinkage of the artificial fibroin fiber according to this embodiment is 2.5% or more, 3% or more, 3.5% or more, 4% or more, 4.5% or more, 5% or more, 5.5% or more, or It may be 6% or more.
  • the upper limit of the shrinkage rate is not particularly limited, but 80% or less, 60% or less, 40% or less, 20% or less, 10% or less, 7% or less, 6% or less, 5% or less, 4% or less, or 3% or less It may be.
  • the artificial fibroin fiber according to this embodiment may have a LOI value of 18 or more, 20 or more, 22 or more, 24 or more, or 26 or more. 28 or more, 29 or more, or 30 or more.
  • the artificial fibroin fiber according to the present embodiment may have a maximum moisture absorption exotherm calculated according to the following formula A of more than 0.025 ° C./g.
  • a low humidity environment means an environment having a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 40%
  • a high humidity environment means an environment having a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 90%.
  • the artificial fibroin fiber according to this embodiment may have a maximum heat absorption exotherm of 0.026 ° C./g or more, 0.027 ° C./g or more, and 0.028 ° C./g or more. Or 0.029 ° C./g or more, 0.030 ° C./g or more, 0.035 ° C./g or more, or 0.040 ° C./g or more. It may be. Although there is no restriction
  • the artificial fibroin fiber according to the present embodiment may have a heat retention index determined according to the following formula B of 0.20 or more.
  • the heat retention index of the artificial fibroin fiber according to this embodiment may be 0.22 or more, may be 0.24 or more, may be 0.26 or more, may be 0.28 or more, It may be 0.30 or more, and may be 0.32 or more.
  • exponent there is no restriction
  • exponent For example, it may be 0.60 or less or 0.40 or less.
  • the wet state means a state in which at least a part of the artificial fibroin fiber is wet with water.
  • the temperature of water to be brought into contact with the artificial fibroin fiber may be less than the boiling point. Thereby, the handleability, the workability of shrinkage processing, and the like are improved. Further, from the viewpoint of sufficiently shortening the shrinkage time, the lower limit value of the water temperature is preferably 10 ° C or higher, more preferably 40 ° C or higher, and further preferably 70 ° C or higher. . The upper limit of the water temperature is preferably 90 ° C. or lower.
  • the method for bringing water into contact with the artificial fibroin fiber is not particularly limited.
  • the method include, for example, a method of immersing the artificial fibroin fiber in water, a method of spraying water on the artificial fibroin fiber at room temperature or in a heated steam state, and the high humidity where the artificial fibroin fiber is filled with water vapor. Examples include exposure to the environment.
  • the method of immersing the artificial fibroin fiber in water is preferable because the shrinkage time can be effectively shortened and the processing equipment can be simplified.
  • the artificial fibroin fiber In the shrinking process, if the artificial fibroin fiber is brought into contact with water in a relaxed state, the artificial fibroin fiber may not only shrink but also shrink like a wave. In order to prevent the occurrence of such shrinkage, for example, the artificial fibroin fiber is brought into contact with water in a state that does not relax, such as making the artificial fibroin fiber contact with water having a boiling point while being tensioned (pulled) in the fiber axis direction. Also good.
  • the artificial fibroin fiber according to the present invention can be highly contracted, for example, the highly contracted artificial fibroin fiber can be obtained by the above-described shrinkage processing.
  • the wet highly shrinkable artificial fibroin fiber may be dried (hereinafter also referred to as “drying step”).
  • Drying may be, for example, natural drying or forced drying using a drying facility.
  • the drying equipment any known drying equipment of contact type or non-contact type can be used.
  • the drying temperature is not limited as long as it is lower than the temperature at which, for example, the protein contained in the high-shrinkage artificial fibroin fiber is decomposed or the high-shrinkage artificial fibroin fiber is thermally damaged.
  • the temperature is in the range of 20 to 150 ° C., and the temperature is preferably in the range of 50 to 100 ° C.
  • the temperature in this range allows the high shrinkage artificial fibroin fiber to dry more quickly and efficiently without thermal damage of the high shrinkage artificial fibroin fiber or degradation of the protein contained in the high shrinkage artificial fibroin fiber. Is done.
  • the drying time is appropriately set according to the drying temperature or the like, and for example, a time that can eliminate as much as possible the influence on the quality and physical properties of the high shrinkage artificial fibroin fiber due to overdrying is adopted.
  • FIG. 7 is an explanatory view schematically showing an example of an apparatus for shrinking an artificial fibroin fiber.
  • the apparatus 40 shown in FIG. 7 includes a feed roller 42 that feeds out artificial fibroin fibers, a winder 44 that winds up the highly shrinkable artificial fibroin fibers 38, a water bath 46 that performs shrinking, and a dryer 48 that performs a drying step. , And is configured.
  • the feed roller 42 can be attached with a wound product of the artificial fibroin fiber 36, and the artificial fibroin fiber 36 is continuously formed from the wound product of the artificial fibroin fiber 36 by rotation of an electric motor (not shown).
  • the winder 44 continuously and automatically turns the artificial fibroin fiber 36 (high-shrinking artificial fibroin fiber 38), which is fed from the feed roller 42 and then shrunk through a shrinking process and a drying step, by rotation of an electric motor (not shown). It can be wound up.
  • the feeding speed of the artificial fibroin fiber 36 by the feed roller 42 and the winding speed of the highly shrinkable artificial fibroin fiber 38 by the winder 44 can be controlled independently of each other.
  • the water bath 46 and the dryer 48 are arranged side by side between the feed roller 42 and the winder 44 on the upstream side and the downstream side in the feeding direction of the artificial fibroin fiber 36.
  • the apparatus 40 shown in FIG. 7 has relay rollers 50 and 52 that relay the artificial fibroin fiber 36 before and after shrinkage that travels from the feed roller 42 toward the winder 44.
  • the water bath 46 has a heater 54, and hot water 47 heated by the heater 54 is accommodated in the water bath 46.
  • a tension roller 56 is installed in the water bath 46 so as to be immersed in the hot water 47.
  • the artificial fibroin fiber 36 fed out from the feed roller 42 travels toward the winder 44 while being immersed in the hot water 47 while being wound around the tension roller 56 in the water bath 46. It has become.
  • the immersion time of the artificial fibroin fiber 36 in the hot water 47 is appropriately controlled according to the traveling speed of the artificial fibroin fiber 36.
  • the dryer 48 has a pair of hot rollers 58.
  • the pair of hot rollers 58 can be wound around the artificial fibroin fiber 36 that moves away from the water bath 46 and travels toward the winder 44 side.
  • the artificial fibroin fiber 36 immersed in the hot water 47 in the water bath 46 is heated by the pair of hot rollers 58 in the dryer 48 and dried, and then sent out further toward the winder 44. It has become.
  • the apparatus 40 When manufacturing the high-shrinkage artificial fibroin fiber 38 using the apparatus 40 having such a structure, first, for example, the winding of the artificial fibroin fiber 36 spun using the spinning apparatus 10 shown in FIG. The circulation is mounted on the feed roller 42. Next, the artificial fibroin fiber 36 is continuously fed from the feed roller 42 and immersed in hot water 47 in the water bath 46. At this time, for example, the winding speed of the winder 44 is set slower than the feeding speed of the feed roller 42. Thereby, since the artificial fibroin fiber 36 is contracted by contact with the hot water 47 in a state where the artificial fibroin fiber 36 is tensioned so as not to relax between the feed roller 42 and the winder 44, occurrence of crimping can be prevented. By contact with hot water 47, the artificial fibroin fiber 36 contracts, and a highly contracted artificial fibroin fiber 38 is obtained.
  • the high shrinkage artificial fibroin fiber 38 is heated by the pair of hot rollers 58 of the dryer 48. Thereby, the high shrinkage artificial fibroin fiber 38 can be dried. At this time, by controlling the ratio between the feed speed of the feed roller 42 and the winding speed of the winder 44, the high-shrinkage artificial fibroin fiber 38 can be further shrunk, and the length can be kept unchanged. The obtained high-shrinkage artificial fibroin fiber 38 is wound up by a winder 44 to obtain a wound product of the high-shrinkage artificial fibroin fiber 38.
  • the drying equipment which consists only of heat sources, such as the dry heat board 64 as shown in FIG.
  • the drying means is constituted by the dry heat plate 64.
  • the dryer 48 is not essential.
  • the high-shrinkage artificial fibroin fiber 38 can be manufactured automatically and continuously and extremely easily.
  • FIG. 8 is an explanatory view schematically showing another example of an apparatus for shrinking an artificial fibroin fiber.
  • Fig.8 (a) shows the processing apparatus which implements the contact step with which the said apparatus is provided
  • FIG.8 (b) shows the drying apparatus with which the said apparatus implements the drying step.
  • the apparatus shown in FIG. 8 has a processing apparatus 60 that performs a contact step with respect to the artificial fibroin fiber 36 and a drying apparatus 62 that dries the resulting high-shrinkage artificial fibroin fiber 38, and has a structure in which they are independent of each other. Has been.
  • the processing device 60 shown in FIG. 8A omits the dryer 48 from the device 40 shown in FIG. 7, and replaces the feed roller 42, the water bath 46, and the winder 44 with the artificial fibroin.
  • the fiber 36 has a structure in which the fibers 36 are arranged in order from the upstream side to the downstream side in the traveling direction.
  • the artificial fibroin fiber 36 fed from the feed roller 42 is immersed in hot water 47 in the water bath 46 and contracted.
  • the high-shrinkage artificial fibroin fiber 38 obtained by shrinkage is wound up by a winder 44.
  • the 8B includes a feed roller 42 and a winder 44, and a dry heat plate 64.
  • the dry heat plate 64 is disposed between the feed roller 42 and the winder 44 so that the dry heat surface 66 is in contact with the high-shrinkage artificial fibroin fiber 38 and extends in the running direction.
  • the high-shrinkage artificial fibroin fiber 38 can be further shrunk by controlling the ratio of the feed speed of the feed roller 42 and the wind-up speed of the winder 44, for example. , You can not change the length.
  • the artificial fibroin fiber 36 is contracted by the processing device 60 to obtain the high-shrinking artificial fibroin fiber 38, and then the high-shrinking artificial fibroin fiber 38 is dried by the drying device 62. Can do.
  • the processing apparatus 60 may be configured with only the water bath 46 by omitting the feed roller 42 and the winder 44 from the processing apparatus 60 shown in FIG.
  • high-shrinkage artificial fibroin fibers are manufactured in a so-called batch system.
  • the nucleic acids encoding the four types of designed modified fibroin were synthesized respectively.
  • the nucleic acid was added with an NdeI site at the 5 'end and an EcoRI site downstream of the stop codon.
  • These four types of nucleic acids were 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 the obtained pET-22b (+) expression vector.
  • the transformed Escherichia 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 4) 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 was added to a jar fermenter to which 500 mL of production medium (Table 5) 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.
  • the culture was performed for 20 hours while maintaining the dissolved oxygen concentration in the culture solution at 20% of the dissolved oxygen saturation concentration.
  • 1M isopropyl- ⁇ -thiogalactopyranoside (IPTG) was added to the culture solution to a final concentration of 1 mM to induce expression of the target modified fibroin.
  • the culture solution was centrifuged, and the cells were collected. SDS-PAGE was performed using cells prepared from the culture solution before and after IPTG addition, and the appearance of a band corresponding to the size of the target modified fibroin depending on the addition of IPTG Expression was confirmed.
  • the washed precipitate was suspended in 8M guanidine buffer (8M guanidine hydrochloride, 10 mM sodium dihydrogen phosphate, 20 mM NaCl, 1 mM Tris-HCl, pH 7.0) to a concentration of 100 mg / mL, and 60 ° C. And stirred for 30 minutes with a stirrer to dissolve. After dissolution, dialysis was performed with water using a dialysis tube (cellulose tube 36/32 manufactured by Sanko Junyaku Co., Ltd.). White aggregated protein obtained after dialysis was collected by centrifugation. Water was removed from the recovered aggregated protein with a freeze dryer to obtain the desired modified fibroin freeze-dried powder.
  • 8M guanidine buffer 8M guanidine hydrochloride, 10 mM sodium dihydrogen phosphate, 20 mM NaCl, 1 mM Tris-HCl, pH 7.0
  • spun and drawn artificial fibroin fibers were produced by dry and wet spinning using a spinning device similar to the spinning device 10 shown in FIG.
  • the spinning device used is a spinning device 10 shown in FIG. 6, and a second undrawn yarn production device (a first bath) and a wet heat drawing device 3 (third bath) are further provided between the undrawn yarn production device 2 (first bath) and the wet heat drawing device 3 (third bath).
  • a second bath The dry and wet spinning conditions are as follows. Extrusion nozzle diameter: 0.2 mm Liquid and temperature in the first to third baths: see Table 6 Total draw ratio: see Table 6 Drying temperature: 60 ° C.
  • a plurality of artificial fibroin fibers for testing each having a length of 30 cm were cut out from the wound product of artificial fibroin fibers obtained in Production Examples 1 to 19.
  • the plurality of artificial fibroin fibers were bundled to obtain an artificial fibroin fiber bundle having a fineness of 150 denier.
  • a 0.8 g lead weight was attached to each artificial fibroin fiber bundle, and in this state, each artificial fibroin fiber bundle was immersed in water at a temperature shown in Tables 7 to 10 (shrinking process). Thereafter, the length of each artificial fibroin fiber bundle was measured in water.
  • the artificial fibroin fiber according to the present invention has a sufficiently high shrinkage rate.
  • Test Example 2 Evaluation of flame retardancy of modified fibroin
  • PRT799 is a hydrophilic modified fibroin with an average HI of 0 or less.
  • a modified fibroin (PRT799) freeze-dried powder was added to a LiCl solution in DMSO (concentration: 4.0% by mass) to a concentration of 24% by mass, and dissolved by mixing for 3 hours using a shaker. It was. Thereafter, insoluble matters and bubbles were removed to obtain a modified fibroin solution (spinning stock solution).
  • the spinning dope is filtered through a metal filter with an opening of 5 ⁇ m at 90 ° C., then left to stand in a 30 mL stainless syringe and defoamed, and then in a 100 mass% methanol coagulation bath from a solid nozzle with a needle diameter of 0.2 mm.
  • the discharge temperature was 90 ° C.
  • the obtained raw yarn was wound up and naturally dried to obtain modified fibroin fiber (raw fiber).
  • a knitted fabric (thickness: 180 denier, number of gauges: 18) was manufactured by circular knitting using a circular knitting machine using twisted yarns obtained by twisting raw material fibers. 20 g of the obtained knitted fabric was cut out and used as a test piece.
  • the flammability test was conducted in accordance with “Test method for powdered or low melting point synthetic resin” described in “Fire Safety No. 50 (May 31, 1995)”. The test was performed under conditions of a temperature of 22 ° C., a relative humidity of 45%, and an atmospheric pressure of 1021 hPa. Table 11 shows the measurement results (oxygen concentration (%), combustion rate (%), and converted combustion rate (%)).
  • the critical oxygen index (LOI) value of the knitted fabric knitted with the modified fibroin (PRT799) fiber was 27.2.
  • the LOI value is 26 or more, it is considered to be flame retardant. It can be seen that the modified fibroin is excellent in flame retardancy.
  • PRT918 is a hydrophobically modified fibroin having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 37 and having an average HI greater than zero.
  • modified fibroin solution By adding a lyophilized powder of modified fibroin (PRT918 and PRT799) to a LiCl solution in DMSO (concentration: 4.0% by mass) to a concentration of 24% by mass and mixing for 3 hours using a shaker, Dissolved. Thereafter, insoluble matters and bubbles were removed to obtain a modified fibroin solution (spinning stock solution).
  • the spinning dope is filtered through a metal filter having a mesh size of 5 ⁇ m at 60 ° C., then left to stand in a 30 mL stainless syringe and defoamed, and then in a 100 mass% methanol coagulation bath from a solid nozzle having a needle diameter of 0.2 mm.
  • the discharge temperature was 60 ° C.
  • the obtained raw yarn was wound up and naturally dried to obtain modified fibroin fiber (raw fiber).
  • Table 12 shows the thickness and gauge number of the knitted fabric using PRT918 fiber or PRT799 fiber. The thickness and the number of gauges of the knitted fabric using other raw material fibers were adjusted so that the cover factor was almost the same as the cover factor of the knitted fabric of the modified fibroin fiber. Specifically, it is as shown in Table 12.
  • test piece 2 pieces of knitted fabric cut to 10 cm ⁇ 10 cm were put together, and four sides were sewn together to obtain a test piece (sample). After leaving the test piece in a low humidity environment (temperature 20 ⁇ 2 ° C., relative humidity 40 ⁇ 5%) for 4 hours or more, it is transferred to a high humidity environment (temperature 20 ⁇ 2 ° C., relative humidity 90 ⁇ 5%). The temperature was measured at intervals of 1 minute by a temperature sensor attached to the center of the interior for 30 minutes.
  • FIG. 9 is a graph showing an example of the results of the hygroscopic exothermic test.
  • the horizontal axis of the graph represents the time (minutes) left in the high humidity environment, with the time when the sample was transferred from the low humidity environment to the high humidity environment as 0.
  • the vertical axis of the graph indicates the temperature (sample temperature) measured by the temperature sensor.
  • the point indicated by M corresponds to the maximum value of the sample temperature.
  • Table 13 shows the calculation results of the maximum moisture absorption exotherm.
  • modified fibroin (PRT918 and PRT799) fibers have a higher maximum heat absorption exotherm and superior hygroscopic heat generation compared to existing materials.
  • PRT966 is a hydrophobically modified fibroin having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 40 and having an average HI greater than zero.
  • modified fibroin solution By adding a lyophilized powder of modified fibroin (PRT966 and PRT799) to a LiCl solution in DMSO (concentration: 4.0% by mass) to a concentration of 24% by mass, and mixing for 3 hours using a shaker, Dissolved. Thereafter, insoluble matters and bubbles were removed to obtain a modified fibroin solution (spinning stock solution).
  • the spinning dope is filtered through a metal filter having a mesh size of 5 ⁇ m at 60 ° C., then left to stand in a 30 mL stainless syringe and defoamed, and then in a 100 mass% methanol coagulation bath from a solid nozzle having a needle diameter of 0.2 mm.
  • the discharge temperature was 60 ° C.
  • the obtained raw yarn was wound up and naturally dried to obtain modified fibroin fiber (raw fiber).
  • Table 14 shows the count, the number of twists, the number of gauges, and the basis weight of the knitted fabric using PRT966 fiber and PRT799 fiber.
  • the thickness and the number of gauges of the knitted fabric using other raw material fibers were adjusted so that the cover factor was almost the same as the cover factor of the knitted fabric of the modified fibroin fiber. Specifically, it is as shown in Table 14.
  • Thermal insulation was evaluated using a dry contact method using a KES-F7 Thermolab II tester manufactured by Kato Tech.
  • the dry contact method is a method assuming that the skin and clothes are directly touched in a dry state.
  • One knitted fabric cut into a 20 cm ⁇ 20 cm rectangle was used as a test piece (sample).
  • the test piece was set on a hot plate set at a constant temperature (30 ° C.), and the amount of heat (a) dissipated through the test piece was determined under the condition of the wind speed in the wind tunnel of 30 cm / second. With no test piece set, the amount of heat (b) dissipated under the same conditions as above was determined, and the heat retention rate (%) was calculated according to the following formula.
  • Thermal insulation rate (%) (1 ⁇ a / b) ⁇ 100
  • Table 15 shows the calculation results of the heat retention index. It can be evaluated that the higher the heat retention index, the better the heat retention material.
  • modified fibroin (PRT966 and PRT799) fibers have a higher heat retention index and superior heat retention compared to existing materials.

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Abstract

本発明は、水に接触させて湿潤状態にすることにより充分に収縮し、かつ安全に製造が可能な人造フィブロイン繊維を提供することを目的とする。本発明に係る人造フィブロイン繊維は、改変フィブロインを含み、かつ下記式で定義される収縮率が２％以上である。　収縮率＝｛１－（沸点未満の水に接触させて湿潤状態にした人造フィブロイン繊維の長さ／沸点未満の水に接触させる前の人造フィブロイン繊維の長さ）｝×１００（％）

Description

人造フィブロイン繊維
　本発明は、人造フィブロイン繊維に関する。
　一般に、衣料、寝具等に使用される繊維には、高い肌触り性が求められる。肌触り性を充分に満足し、且つ高級感のある繊維として、天然のフィブロイン繊維の一種であるシルク等が知られている。
　また、衣料、寝具等に使用される繊維には、柔らかさ及び保温性等も同時に求められる。そのため、衣料、寝具等に用いられるシルクは、例えば、収縮加工が施されて嵩高性が高められ、それによって柔軟性及び保温性が付与される場合がある。
　一方、例えば、衣料、寝具等には、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維及びアクリル繊維等の合成繊維が汎用的に使用されおり、これらの合成繊維は、沸騰水に接触させ、その後１２時間放置することで、４０％以上の収縮率を実現している（特許文献１）。
特開２００９－１２１００３号公報
　しかしながら、従来の繊維は、水に接触させるだけではほとんど収縮せず、水に接触させた後乾燥させることで初めて充分に収縮する場合があった。
　また、特許文献１に記載された収縮方法は、高温の沸騰水を取り扱うために大きな危険が伴うものであった。
　本発明は、水に接触させて湿潤状態にすることにより充分に収縮し、かつ安全に製造が可能な人造フィブロイン繊維を提供することを目的とする。
　本発明は、例えば、以下の各発明に関する。
［１］
　改変フィブロインを含み、かつ下記式で定義される収縮率が２％以上である、人造フィブロイン繊維。
　収縮率＝｛１－（沸点未満の水に接触させて湿潤状態にした人造フィブロイン繊維の長さ／沸点未満の水に接触させる前の人造フィブロイン繊維の長さ）｝×１００（％）
［２］
　上記改変フィブロインが、改変クモ糸フィブロインである、［１］に記載の人造フィブロイン繊維。
［３］
　上記水の温度が、１０～９０℃である、［１］又は［２］に記載の人造フィブロイン繊維。
［４］
　上記収縮率が７％以下である、［１］～［３］のいずれかに記載の人造フィブロイン繊維。
［５］
　上記改変フィブロインが、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含み、
　上記ドメイン配列が、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、（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、
［１］～［４］のいずれか一つに記載の人造フィブロイン繊維。
［式１中、（Ａ）ｎモチーフは２～２７アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示し、かつ（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が８３％以上である。ＲＥＰは１０～２００アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示す。ｍは２～３００の整数を示す。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。］
［６］
　上記ドメイン配列が、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、［５］に記載の人造フィブロイン繊維。
［７］
　上記ドメイン配列が、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、［５］に記載の人造フィブロイン繊維。
［８］
　上記改変フィブロインが、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、上記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５０％以上である、［１］～［４］のいずれか一つに記載の人造フィブロイン繊維。
［式１中、（Ａ）ｎモチーフは２～２７アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示し、かつ（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が８３％以上である。ＲＥＰは１０～２００アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示す。ｍは２～３００の整数を示す。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。］
［９］
　上記改変フィブロインが、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含み、
　上記ドメイン配列が、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、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、
［１］～［４］のいずれか一つに記載の人造フィブロイン繊維。
［式１中、（Ａ）ｎモチーフは２～２７アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示し、かつ（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が８３％以上である。ＲＥＰは１０～２００アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示す。ｍは２～３００の整数を示す。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。］
［１０］
　上記ドメイン配列が、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、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、［９］に記載の人造フィブロイン繊維。
［１１］
　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％以上である、［１０］に記載の人造フィブロイン繊維。
［１２］
　上記改変フィブロインが、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５０．９％以上である、［１］～［４］のいずれか一つに記載の人造フィブロイン繊維。
［式１中、（Ａ）ｎモチーフは２～２７アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示し、かつ（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が８３％以上である。ＲＥＰは１０～２００アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示す。ｍは２～３００の整数を示す。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。］
［１３］
　上記改変フィブロインが、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のに加え、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を有する、［９］～［１２］のいずれか一つに記載の人造フィブロイン繊維。
［１４］
　上記改変フィブロインが、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、
［１］～［４］のいずれか一つに記載の人造フィブロイン繊維。
［式１中、（Ａ）ｎモチーフは２～２７アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示し、かつ（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が８３％以上である。ＲＥＰは１０～２００アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示す。ｍは２～３００の整数を示す。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。］
［１５］
　上記局所的に疎水性指標の大きい領域が、連続する２～４アミノ酸残基で構成されている、［１４］に記載の人造フィブロイン繊維。
［１６］
　上記疎水性指標の大きいアミノ酸残基が、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）から選ばれる、［１４］又は［１５］に記載の人造フィブロイン繊維。
［１７］
　上記改変フィブロインが、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、［１］～［４］のいずれか一つに記載の人造フィブロイン繊維。
［式１中、（Ａ）ｎモチーフは２～２７アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示し、かつ（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が８３％以上である。ＲＥＰは１０～２００アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示す。ｍは２～３００の整数を示す。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。］
［１８］
　上記改変フィブロインが、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のに加え、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を有する、［１４］～［１７］のいずれか一つに記載の人造フィブロイン繊維。
［１９］
　上記改変フィブロインが、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み、
　上記ドメイン配列が、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、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、
［１］～［４］のいずれか一つに記載の人造フィブロイン繊維。
［式１及び式２中、（Ａ）ｎモチーフは２～２７アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示し、かつ（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が８０％以上である。ＲＥＰは１０～２００アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示す。ｍは２～３００の整数を示す。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。］
［２０］
　上記改変フィブロインが、ＲＥＰ中にＧＰＧＸＸ（但し、Ｘはグリシン残基以外のアミノ酸残基を示す。）モチーフを含み、ＧＰＧＸＸモチーフ含有率が１０％以上である、［１９］に記載の人造フィブロイン繊維。
［２１］
　上記改変フィブロインのグルタミン残基含有率が９％以下である、［１９］又は［２０］に記載の人造フィブロイン繊維。
［２２］
　上記他のアミノ酸残基が、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）、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）からなる群より選択されるアミノ酸残基である、［１９］～［２１］のいずれか一つに記載の人造フィブロイン繊維。
［２３］
　上記改変フィブロインは、ＲＥＰの疎水性度が－０．８以上である、［１９］～［２２］のいずれか一つに記載の人造フィブロイン繊維。
［２４］
　上記改変フィブロインが、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のに加え、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を有する、［１９］～［２３］のいずれか一つに記載の人造フィブロイン繊維。
［２５］
　上記改変フィブロインが、２６．０以上の限界酸素指数（ＬＯＩ）値を有する、［１］～［４］のいずれか一つに記載の人造フィブロイン繊維。
［２６］
　上記改変フィブロインの、下記式Ａに従って求められる最高吸湿発熱度が０．０２５℃／ｇ超である、［１］～［４］のいずれか一つに記載の人造フィブロイン繊維。
　式Ａ：最高吸湿発熱度＝｛（試料を、試料温度が平衡に達するまで低湿度環境下に置いた後、高湿度環境下に移したときの試料温度の最高値）－（試料を、試料温度が平衡に達するまで低湿度環境下に置いた後、高湿度環境下に移すときの試料温度）｝（℃）／試料重量（ｇ）
［式Ａ中、低湿度環境は、温度２０℃及び相対湿度４０％の環境を意味し、高湿度環境は、温度２０℃及び相対湿度９０％の環境を意味する。］
　本発明によれば、水に接触させて湿潤状態にすることにより充分に収縮し、かつ安全に製造が可能な人造フィブロイン繊維の提供が可能となる。
改変フィブロインのドメイン配列の一例を示す模式図である。 天然由来のフィブロインのｚ／ｗ（％）の値の分布を示す図である。 天然由来のフィブロインのｘ／ｙ（％）の値の分布を示す図である。 改変フィブロインのドメイン配列の一例を示す模式図である。 改変フィブロインのドメイン配列の一例を示す模式図である。 人造フィブロイン繊維を製造するための紡糸装置の一例を概略的に示す説明図である。 人造フィブロイン繊維を収縮加工するための装置の一例を概略的に示す説明図である。 人造フィブロイン繊維を収縮加工するための装置の一例を概略的に示す説明図である。 吸湿発熱性試験の結果の一例を示すグラフである。
　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。
〔人造フィブロイン繊維〕
　本発明に係る人造フィブロイン繊維は、改変フィブロインを含み、かつ水分（水や水蒸気等）と接触させるだけで高収縮が可能なものである。高収縮が可能とは、下記式で定義される収縮率が２％以上となることを意味する。
　収縮率＝｛１－（沸点未満の水に接触させて湿潤状態にした人造フィブロイン繊維の長さ／沸点未満の水に接触させる前の人造フィブロイン繊維の長さ）｝×１００（％）
＜改変フィブロイン＞
　本実施形態に係る改変フィブロインは、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ、又は式２：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ－（Ａ）ｎモチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。改変フィブロインは、ドメイン配列のＮ末端側及びＣ末端側のいずれか一方又は両方に更にアミノ酸配列（Ｎ末端配列及びＣ末端配列）が付加されていてもよい。Ｎ末端配列及びＣ末端配列は、これに限定されるものではないが、典型的には、フィブロインに特徴的なアミノ酸モチーフの反復を有さない領域であり、１００残基程度のアミノ酸からなる。
　本明細書において「改変フィブロイン」とは、人為的に製造されたフィブロイン（人造フィブロイン）を意味する。改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列とは異なるフィブロインであってもよく、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列と同一であるフィブロインであってもよい。本明細書でいう「天然由来のフィブロイン」もまた、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ、又は式２：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ－（Ａ）ｎモチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。
　「改変フィブロイン」は、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列をそのまま利用したものであってもよく、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列に依拠してそのアミノ酸配列を改変したもの（例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列を改変することによりアミノ酸配列を改変したもの）であってもよく、また天然由来のフィブロインに依らず人工的に設計及び合成したもの（例えば、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより所望のアミノ酸配列を有するもの）であってもよい。
　本明細書において「ドメイン配列」とは、フィブロイン特有の結晶領域（典型的には、アミノ酸配列の（Ａ）ｎモチーフに相当する。）と非晶領域（典型的には、アミノ酸配列のＲＥＰに相当する。）を生じるアミノ酸配列であり、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ、又は式２：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ－（Ａ）ｎモチーフで表されるアミノ酸配列を意味する。ここで、（Ａ）ｎモチーフは、アラニン残基を主とするアミノ酸配列を示し、アミノ酸残基数は２～２７である。（Ａ）ｎモチーフのアミノ酸残基数は、２～２０、４～２７、４～２０、８～２０、１０～２０、４～１６、８～１６、又は１０～１６の整数であってよい。また、（Ａ）ｎモチーフ中の全アミノ酸残基数に対するアラニン残基数の割合は４０％以上であればよく、６０％以上、７０％以上、８０％以上、８３％以上、８５％以上、８６％以上、９０％以上、９５％以上、又は１００％（アラニン残基のみで構成されることを意味する。）であってもよい。ドメイン配列中に複数存在する（Ａ）ｎモチーフは、少なくとも７つがアラニン残基のみで構成されてもよい。ＲＥＰは２～２００アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示す。ＲＥＰは、１０～２００アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列であってもよく、１０～４０、１０～６０、１０～８０、１０～１００、１０～１２０、１０～１４０、１０～１６０、又は１０～１８０アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列であってもよい。ｍは２～３００の整数を示し、８～３００、１０～３００、２０～３００、４０～３００、６０～３００、８０～３００、１００～３００、１０～２００、２０～２００、２０～１８０、２０～１６０、２０～１４０、又は２０～１２０の整数であってもよい。複数存在する（Ａ）ｎモチーフは、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。複数存在するＲＥＰは、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。
　本実施形態に係る改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列に対し、例えば、１又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び／又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変を行うことで得ることができる。アミノ酸残基の置換、欠失、挿入及び／又は付加は、部分特異的突然変異誘発法等の当業者に周知の方法により行うことができる。具体的には、Ｎｕｃｌｅｉｃ　Ａｃｉｄ　Ｒｅｓ．１０，６４８７（１９８２）、Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｉｎ　Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ，１００，４４８（１９８３）等の文献に記載されている方法に準じて行うことができる。
　天然由来のフィブロインは、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ、又は式２：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ－（Ａ）ｎモチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質であり、具体的には、例えば、昆虫又はクモ類が産生するフィブロインが挙げられる。
　昆虫が産生するフィブロインとしては、例えば、ボンビックス・モリ（Ｂｏｍｂｙｘ　ｍｏｒｉ）、クワコ（Ｂｏｍｂｙｘ　ｍａｎｄａｒｉｎａ）、天蚕（Ａｎｔｈｅｒａｅａ　ｙａｍａｍａｉ）、柞蚕（Ａｎｔｅｒａｅａ　ｐｅｒｎｙｉ）、楓蚕（Ｅｒｉｏｇｙｎａ　ｐｙｒｅｔｏｒｕｍ）、蓖蚕（Ｐｉｌｏｓａｍｉａ　Ｃｙｎｔｈｉａ　ｒｉｃｉｎｉ）、樗蚕（Ｓａｍｉａ　ｃｙｎｔｈｉａ）、栗虫（Ｃａｌｉｇｕｒａ　ｊａｐｏｎｉｃａ）、チュッサー蚕（Ａｎｔｈｅｒａｅａ　ｍｙｌｉｔｔａ）、ムガ蚕（Ａｎｔｈｅｒａｅａ　ａｓｓａｍａ）等のカイコが産生する絹タンパク質、及びスズメバチ（Ｖｅｓｐａ　ｓｉｍｉｌｌｉｍａ　ｘａｎｔｈｏｐｔｅｒａ）の幼虫が吐出するホーネットシルクタンパク質が挙げられる。
　昆虫が産生するフィブロインのより具体的な例としては、例えば、カイコ・フィブロインＬ鎖（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号Ｍ７６４３０（塩基配列）、及びＡＡＡ２７８４０．１（アミノ酸配列））が挙げられる。
　クモ類が産生するフィブロインとしては、例えば、オニグモ、ニワオニグモ、アカオニグモ、アオオニグモ及びマメオニグモ等のオニグモ属（Ａｒａｎｅｕｓ属）に属するクモ、ヤマシロオニグモ、イエオニグモ、ドヨウオニグモ及びサツマノミダマシ等のヒメオニグモ属（Ｎｅｏｓｃｏｎａ属）に属するクモ、コオニグモモドキ等のコオニグモモドキ属（Ｐｒｏｎｕｓ属）に属するクモ、トリノフンダマシ及びオオトリノフンダマシ等のトリノフンダマシ属（Ｃｙｒｔａｒａｃｈｎｅ属）に属するクモ、トゲグモ及びチブサトゲグモ等のトゲグモ属（Ｇａｓｔｅｒａｃａｎｔｈａ属）に属するクモ、マメイタイセキグモ及びムツトゲイセキグモ等のイセキグモ属（Ｏｒｄｇａｒｉｕｓ属）に属するクモ、コガネグモ、コガタコガネグモ及びナガコガネグモ等のコガネグモ属（Ａｒｇｉｏｐｅ属）に属するクモ、キジロオヒキグモ等のオヒキグモ属（Ａｒａｃｈｎｕｒａ属）に属するクモ、ハツリグモ等のハツリグモ属（Ａｃｕｓｉｌａｓ属）に属するクモ、スズミグモ、キヌアミグモ及びハラビロスズミグモ等のスズミグモ属（Ｃｙｔｏｐｈｏｒａ属）に属するクモ、ゲホウグモ等のゲホウグモ属（Ｐｏｌｔｙｓ属）に属するクモ、ゴミグモ、ヨツデゴミグモ、マルゴミグモ及びカラスゴミグモ等のゴミグモ属（Ｃｙｃｌｏｓａ属）に属するクモ、及びヤマトカナエグモ等のカナエグモ属（Ｃｈｏｒｉｚｏｐｅｓ属）に属するクモが産生するスパイダーシルクタンパク質、並びにアシナガグモ、ヤサガタアシナガグモ、ハラビロアシダカグモ及びウロコアシナガグモ等のアシナガグモ属（Ｔｅｔｒａｇｎａｔｈａ属）に属するクモ、オオシロカネグモ、チュウガタシロカネグモ及びコシロカネグモ等のシロカネグモ属（Ｌｅｕｃａｕｇｅ属）に属するクモ、ジョロウグモ及びオオジョロウグモ等のジョロウグモ属（Ｎｅｐｈｉｌａ属）に属するクモ、キンヨウグモ等のアズミグモ属（Ｍｅｎｏｓｉｒａ属）に属するクモ、ヒメアシナガグモ等のヒメアシナガグモ属（Ｄｙｓｃｈｉｒｉｏｇｎａｔｈａ属）に属するクモ、クロゴケグモ、セアカゴケグモ、ハイイロゴケグモ及びジュウサンボシゴケグモ等のゴケグモ属（Ｌａｔｒｏｄｅｃｔｕｓ属）に属するクモ、及びユープロステノプス属（Ｅｕｐｒｏｓｔｈｅｎｏｐｓ属）に属するクモ等のアシナガグモ科（Ｔｅｔｒａｇｎａｔｈｉｄａｅ科）に属するクモが産生するスパイダーシルクタンパク質が挙げられる。スパイダーシルクタンパク質としては、例えば、ＭａＳｐ（ＭａＳｐ１及びＭａＳｐ２）、ＡＤＦ（ＡＤＦ３及びＡＤＦ４）等の牽引糸タンパク質、ＭｉＳｐ（ＭｉＳｐ１及びＭｉＳｐ２）等が挙げられる。
　クモ類が産生するスパイダーシルクタンパク質のより具体的な例としては、例えば、ｆｉｂｒｏｉｎ－３（ａｄｆ－３）［Ａｒａｎｅｕｓ　ｄｉａｄｅｍａｔｕｓ由来］（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号ＡＡＣ４７０１０（アミノ酸配列）、Ｕ４７８５５（塩基配列））、ｆｉｂｒｏｉｎ－４（ａｄｆ－４）［Ａｒａｎｅｕｓ　ｄｉａｄｅｍａｔｕｓ由来］（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号ＡＡＣ４７０１１（アミノ酸配列）、Ｕ４７８５６（塩基配列））、ｄｒａｇｌｉｎｅ　ｓｉｌｋ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ｓｐｉｄｒｏｉｎ　１［Ｎｅｐｈｉｌａ　ｃｌａｖｉｐｅｓ由来］（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号ＡＡＣ０４５０４（アミノ酸配列）、Ｕ３７５２０（塩基配列））、ｍａｊｏｒ　ａｍｐｕｌｌａｔｅ　ｓｐｉｄｒｏｉｎ　１［Ｌａｔｒｏｄｅｃｔｕｓ　ｈｅｓｐｅｒｕｓ由来］（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号ＡＢＲ６８８５６（アミノ酸配列）、ＥＦ５９５２４６（塩基配列））、ｄｒａｇｌｉｎｅ　ｓｉｌｋ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ｓｐｉｄｒｏｉｎ　２［Ｎｅｐｈｉｌａ　ｃｌａｖａｔａ由来］（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号ＡＡＬ３２４７２（アミノ酸配列）、ＡＦ４４１２４５（塩基配列））、ｍａｊｏｒ　ａｍｐｕｌｌａｔｅ　ｓｐｉｄｒｏｉｎ　１［Ｅｕｐｒｏｓｔｈｅｎｏｐｓ　ａｕｓｔｒａｌｉｓ由来］（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号ＣＡＪ００４２８（アミノ酸配列）、ＡＪ９７３１５５（塩基配列））、及びｍａｊｏｒ　ａｍｐｕｌｌａｔｅ　ｓｐｉｄｒｏｉｎ　２［Ｅｕｐｒｏｓｔｈｅｎｏｐｓ　ａｕｓｔｒａｌｉｓ］（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号ＣＡＭ３２２４９．１（アミノ酸配列）、ＡＭ４９０１６９（塩基配列））、ｍｉｎｏｒ　ａｍｐｕｌｌａｔｅ　ｓｉｌｋ　ｐｒｏｔｅｉｎ　１［Ｎｅｐｈｉｌａ　ｃｌａｖｉｐｅｓ］（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号ＡＡＣ１４５８９．１（アミノ酸配列））、ｍｉｎｏｒ　ａｍｐｕｌｌａｔｅ　ｓｉｌｋ　ｐｒｏｔｅｉｎ　２［Ｎｅｐｈｉｌａ　ｃｌａｖｉｐｅｓ］（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号ＡＡＣ１４５９１．１（アミノ酸配列））、ｍｉｎｏｒ　ａｍｐｕｌｌａｔｅ　ｓｐｉｄｒｏｉｎ－ｌｉｋｅ　ｐｒｏｔｅｉｎ［Ｎｅｐｈｉｌｅｎｇｙｓ　ｃｒｕｅｎｔａｔａ］（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号ＡＢＲ３７２７８．１（アミノ酸配列）等が挙げられる。
　天然由来のフィブロインのより具体的な例としては、更に、ＮＣＢＩ　ＧｅｎＢａｎｋに配列情報が登録されているフィブロインを挙げることができる。例えば、ＮＣＢＩ　ＧｅｎＢａｎｋに登録されている配列情報のうちＤＩＶＩＳＩＯＮとしてＩＮＶを含む配列の中から、ＤＥＦＩＮＩＴＩＯＮにｓｐｉｄｒｏｉｎ、ａｍｐｕｌｌａｔｅ、ｆｉｂｒｏｉｎ、「ｓｉｌｋ及びｐｏｌｙｐｅｐｔｉｄｅ」、又は「ｓｉｌｋ及びｐｒｏｔｅｉｎ」がキーワードとして記載されている配列、ＣＤＳから特定のｐｒｏｄｕｃｔの文字列、ＳＯＵＲＣＥからＴＩＳＳＵＥ　ＴＹＰＥに特定の文字列の記載された配列を抽出することにより確認することができる。
　本実施形態に係る改変フィブロインは、改変絹（シルク）フィブロイン（カイコが産生する絹タンパク質のアミノ酸配列を改変したもの）であってもよく、改変クモ糸フィブロイン（クモ類が産生するスパイダーシルクタンパク質のアミノ酸配列を改変したもの）であってもよい。改変フィブロインとしては、改変クモ糸フィブロインが好ましい。改変クモ糸フィブロインは、保温性、吸湿発熱性及び／又は難燃性にも優れる。
　改変フィブロインの具体的な例として、クモの大瓶状腺で産生される大吐糸管しおり糸タンパク質に由来する改変フィブロイン（第１の改変フィブロイン）、グリシン残基の含有量が低減されたドメイン配列を有する改変フィブロイン（第２の改変フィブロイン）、（Ａ）ｎモチーフの含有量が低減されたドメイン配列を有する改変フィブロイン（第３の改変フィブロイン）、グリシン残基の含有量、及び（Ａ）ｎモチーフの含有量が低減された改変フィブロイン（第４の改変フィブロイン）、局所的に疎水性指標の大きい領域を含むドメイン配列を有する改変フィブロイン（第５の改変フィブロイン）、並びにグルタミン残基の含有量が低減されたドメイン配列を有する改変フィブロイン（第６の改変フィブロイン）が挙げられる。
　第１の改変フィブロインとしては、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含むタンパク質が挙げられる。第１の改変フィブロインにおいて、（Ａ）ｎモチーフのアミノ酸残基数は、３～２０の整数が好ましく、４～２０の整数がより好ましく、８～２０の整数が更に好ましく、１０～２０の整数が更により好ましく、４～１６の整数が更によりまた好ましく、８～１６の整数が特に好ましく、１０～１６の整数が最も好ましい。第１の改変フィブロインは、式１中、ＲＥＰを構成するアミノ酸残基の数は、１０～２００残基であることが好ましく、１０～１５０残基であることがより好ましく、２０～１００残基であることが更に好ましく、２０～７５残基であることが更により好ましい。第１の改変フィブロインは、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるアミノ酸配列中に含まれるグリシン残基、セリン残基及びアラニン残基の合計残基数がアミノ酸残基数全体に対して、４０％以上であることが好ましく、６０％以上であることがより好ましく、７０％以上であることが更に好ましい。
　第１の改変フィブロインは、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるアミノ酸配列の単位を含み、かつＣ末端配列が配列番号１～３のいずれかに示されるアミノ酸配列又は配列番号１～３のいずれかに示されるアミノ酸配列と９０％以上の相同性を有するアミノ酸配列であるポリペプチドであってもよい。
　配列番号１に示されるアミノ酸配列は、ＡＤＦ３（ＧＩ：１２６３２８７、ＮＣＢＩ）のアミノ酸配列のＣ末端の５０残基のアミノ酸からなるアミノ酸配列と同一であり、配列番号２に示されるアミノ酸配列は、配列番号１に示されるアミノ酸配列のＣ末端から２０残基取り除いたアミノ酸配列と同一であり、配列番号３に示されるアミノ酸配列は、配列番号１に示されるアミノ酸配列のＣ末端から２９残基取り除いたアミノ酸配列と同一である。
　第１の改変フィブロインのより具体的な例として、（１－ｉ）配列番号４（ｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔ　ｓｐｉｄｅｒ　ｓｉｌｋ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ＡＤＦ３ＫａｉＬａｒｇｅＮＲＳＨ１）で示されるアミノ酸配列、又は（１－ｉｉ）配列番号４で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。
　配列番号４で示されるアミノ酸配列は、Ｎ末端に開始コドン、Ｈｉｓ１０タグ及びＨＲＶ３Ｃプロテアーゼ（Ｈｕｍａｎ　ｒｈｉｎｏｖｉｒｕｓ　３Ｃプロテアーゼ）認識サイトからなるアミノ酸配列（配列番号５）を付加したＡＤＦ３のアミノ酸配列において、第１～１３番目の反復領域をおよそ２倍になるように増やすとともに、翻訳が第１１５４番目アミノ酸残基で終止するように変異させたものである。配列番号４で示されるアミノ酸配列のＣ末端のアミノ酸配列は、配列番号３で示されるアミノ酸配列と同一である。
　（１－ｉ）の改変フィブロインは、配列番号４で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
　第２の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、グリシン残基の含有量が低減されたアミノ酸配列を有する。第２の改変フィブロインは、天然由来のフィブロインと比較して、少なくともＲＥＰ中の１又は複数のグリシン残基が別のアミノ酸残基に置換されたことに相当するアミノ酸配列を有するものということができる。
　第２の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、ＲＥＰ中のＧＧＸ及びＧＰＧＸＸ（但し、Ｇはグリシン残基、Ｐはプロリン残基、Ｘはグリシン以外のアミノ酸残基を示す。）から選ばれる少なくとも一つのモチーフ配列において、少なくとも１又は複数の当該モチーフ配列中の１つのグリシン残基が別のアミノ酸残基に置換されたことに相当するアミノ酸配列を有するものであってもよい。
　第２の改変フィブロインは、上述のグリシン残基が別のアミノ酸残基に置換されたモチーフ配列の割合が、全モチーフ配列に対して、１０％以上であってもよい。
　第２の改変フィブロインは、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含み、上記ドメイン配列から、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフから上記ドメイン配列のＣ末端までの配列を除いた配列中の全ＲＥＰに含まれるＸＧＸ（但し、Ｘはグリシン以外のアミノ酸残基を示す。）からなるアミノ酸配列の総アミノ酸残基数をｚとし、上記ドメイン配列から、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフから上記ドメイン配列のＣ末端までの配列を除いた配列中の総アミノ酸残基数をｗとしたときに、ｚ／ｗが３０％以上、４０％以上、５０％以上又は５０．９％以上であるアミノ酸配列を有するものであってもよい。（Ａ）ｎモチーフ中の全アミノ酸残基数に対するアラニン残基数は８３％以上であってよいが、８６％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましく、９５％以上であることが更に好ましく、１００％であること（アラニン残基のみで構成されることを意味する）が更により好ましい。
　第２の改変フィブロインは、ＧＧＸモチーフの１つのグリシン残基を別のアミノ酸残基に置換することにより、ＸＧＸからなるアミノ酸配列の含有割合を高めたものであることが好ましい。第２の改変フィブロインは、ドメイン配列中のＧＧＸからなるアミノ酸配列の含有割合が３０％以下であることが好ましく、２０％以下であることがより好ましく、１０％以下であることが更に好ましく、６％以下であることが更により好ましく、４％以下であることが更によりまた好ましく、２％以下であることが特に好ましい。ドメイン配列中のＧＧＸからなるアミノ酸配列の含有割合は、下記ＸＧＸからなるアミノ酸配列の含有割合（ｚ／ｗ）の算出方法と同様の方法で算出することができる。
　ｚ／ｗの算出方法を更に詳細に説明する。まず、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含むフィブロイン（改変フィブロイン又は天然由来のフィブロイン）において、ドメイン配列から、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列を除いた配列に含まれる全てのＲＥＰから、ＸＧＸからなるアミノ酸配列を抽出する。ＸＧＸを構成するアミノ酸残基の総数がｚである。例えば、ＸＧＸからなるアミノ酸配列が５０個抽出された場合（重複はなし）、ｚは５０×３＝１５０である。また、例えば、ＸＧＸＧＸからなるアミノ酸配列の場合のように２つのＸＧＸに含まれるＸ（中央のＸ）が存在する場合は、重複分を控除して計算する（ＸＧＸＧＸの場合は５アミノ酸残基である）。ｗは、ドメイン配列から、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列を除いた配列に含まれる総アミノ酸残基数である。例えば、図１に示したドメイン配列の場合、ｗは４＋５０＋４＋１００＋４＋１０＋４＋２０＋４＋３０＝２３０である（最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフは除いている。）。次に、ｚをｗで除すことによって、ｚ／ｗ（％）を算出することができる。
　ここで、天然由来のフィブロインにおけるｚ／ｗについて説明する。まず、上述のように、ＮＣＢＩ　ＧｅｎＢａｎｋにアミノ酸配列情報が登録されているフィブロインを例示した方法により確認したところ、６６３種類のフィブロイン（このうち、クモ類由来のフィブロインは４１５種類）が抽出された。抽出された全てのフィブロインのうち、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含み、フィブロイン中のＧＧＸからなるアミノ酸配列の含有割合が６％以下である天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から、上述の算出方法により、ｚ／ｗを算出した。その結果を図２に示す。図２の横軸はｚ／ｗ（％）を示し、縦軸は頻度を示す。図２から明らかなとおり、天然由来のフィブロインにおけるｚ／ｗは、いずれも５０．９％未満である（最も高いもので、５０．８６％）。
　第２の改変フィブロインにおいて、ｚ／ｗは、５０．９％以上であることが好ましく、５６．１％以上であることがより好ましく、５８．７％以上であることが更に好ましく、７０％以上であることが更により好ましく、８０％以上であることが更によりまた好ましい。ｚ／ｗの上限に特に制限はないが、例えば、９５％以下であってもよい。
　第２の改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列から、グリシン残基をコードする塩基配列の少なくとも一部を置換して別のアミノ酸残基をコードするように改変することにより得ることができる。このとき、改変するグリシン残基として、ＧＧＸモチーフ及びＧＰＧＸＸモチーフにおける１つのグリシン残基を選択してもよいし、またｚ／ｗが５０．９％以上になるように置換してもよい。また、例えば、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から上記態様を満たすアミノ酸配列を設計し、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより得ることもできる。いずれの場合においても、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列からＲＥＰ中のグリシン残基を別のアミノ酸残基に置換したことに相当する改変に加え、更に１又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び／又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変を行ってもよい。
　上記の別のアミノ酸残基としては、グリシン残基以外のアミノ酸残基であれば特に制限はないが、バリン（Ｖ）残基、ロイシン（Ｌ）残基、イソロイシン（Ｉ）残基、メチオニン（Ｍ）残基、プロリン（Ｐ）残基、フェニルアラニン（Ｆ）残基及びトリプトファン（Ｗ）残基等の疎水性アミノ酸残基、グルタミン（Ｑ）残基、アスパラギン（Ｎ）残基、セリン（Ｓ）残基、リシン（Ｋ）残基及びグルタミン酸（Ｅ）残基等の親水性アミノ酸残基が好ましく、バリン（Ｖ）残基、ロイシン（Ｌ）残基、イソロイシン（Ｉ）残基、フェニルアラニン（Ｆ）残基及びグルタミン（Ｑ）残基がより好ましく、グルタミン（Ｑ）残基が更に好ましい。
　第２の改変フィブロインのより具体的な例として、（２－ｉ）配列番号６（Ｍｅｔ－ＰＲＴ３８０）、配列番号７（Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０）、配列番号８（Ｍｅｔ－ＰＲＴ５２５）若しくは配列番号９（Ｍｅｔ－ＰＲＴ７９９）で示されるアミノ酸配列、又は（２－ｉｉ）配列番号６、配列番号７、配列番号８若しくは配列番号９で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。
　（２－ｉ）の改変フィブロインについて説明する。配列番号６で示されるアミノ酸配列は、天然由来のフィブロインに相当する配列番号１０（Ｍｅｔ－ＰＲＴ３１３）で示されるアミノ酸配列のＲＥＰ中の全てのＧＧＸをＧＱＸに置換したものである。配列番号７で示されるアミノ酸配列は、配列番号６で示されるアミノ酸配列から、Ｎ末端側からＣ末端側に向かって２つおきに（Ａ）ｎモチーフを欠失させ、更にＣ末端配列の手前に［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］を１つ挿入したものである。配列番号８で示されるアミノ酸配列は、配列番号７で示されるアミノ酸配列の各（Ａ）ｎモチーフのＣ末端側に２つのアラニン残基を挿入し、更に一部のグルタミン（Ｑ）残基をセリン（Ｓ）残基に置換し、配列番号７の分子量とほぼ同じとなるようにＣ末端側の一部のアミノ酸を欠失させたものである。配列番号９で示されるアミノ酸配列は、配列番号７で示されるアミノ酸配列中に存在する２０個のドメイン配列の領域（但し、当該領域のＣ末端側の数アミノ酸残基が置換されている。）を４回繰り返した配列のＣ末端に所定のヒンジ配列とＨｉｓタグ配列が付加されたものである。
　配列番号１０で示されるアミノ酸配列（天然由来のフィブロインに相当）におけるｚ／ｗの値は、４６．８％である。配列番号６で示されるアミノ酸配列、配列番号７で示されるアミノ酸配列、配列番号８で示されるアミノ酸配列、及び配列番号９で示されるアミノ酸配列におけるｚ／ｗの値は、それぞれ５８．７％、７０．１％、６６．１％及び７０．０％である。また、配列番号１０、配列番号６、配列番号７、配列番号８及び配列番号９で示されるアミノ酸配列のギザ比率（後述する）１：１．８～１１．３におけるｘ／ｙの値は、それぞれ１５．０％、１５．０％、９３．４％、９２．７％及び８９．８％である。
　（２－ｉ）の改変フィブロインは、配列番号６、配列番号７、配列番号８又は配列番号９で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
　（２－ｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号６、配列番号７、配列番号８又は配列番号９で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（２－ｉｉ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。
　（２－ｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号６、配列番号７、配列番号８又は配列番号９で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有し、かつＲＥＰ中に含まれるＸＧＸ（但し、Ｘはグリシン以外のアミノ酸残基を示す。）からなるアミノ酸配列の総アミノ酸残基数をｚとし、上記ドメイン配列中のＲＥＰの総アミノ酸残基数をｗとしたときに、ｚ／ｗが５０．９％以上であることが好ましい。
　第２の改変フィブロインは、Ｎ末端及びＣ末端のいずれか一方又は両方にタグ配列を含んでいてもよい。これにより、改変フィブロインの単離、固定化、検出及び可視化等が可能となる。
　タグ配列として、例えば、他の分子との特異的親和性（結合性、アフィニティ）を利用したアフィニティタグを挙げることができる。アフィニティタグの具体例として、ヒスチジンタグ（Ｈｉｓタグ）を挙げることができる。Ｈｉｓタグは、ヒスチジン残基が４から１０個程度並んだ短いペプチドで、ニッケル等の金属イオンと特異的に結合する性質があるため、金属キレートクロマトグラフィー（ｃｈｅｌａｔｉｎｇ　ｍｅｔａｌ　ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）による改変フィブロインの単離に利用することができる。タグ配列の具体例として、例えば、配列番号１１で示されるアミノ酸配列（Ｈｉｓタグ配列及びヒンジ配列を含むアミノ酸配列）が挙げられる。
　また、グルタチオンに特異的に結合するグルタチオン－Ｓ－トランスフェラーゼ（ＧＳＴ）、マルトースに特異的に結合するマルトース結合タンパク質（ＭＢＰ）等のタグ配列を利用することもできる。
　さらに、抗原抗体反応を利用した「エピトープタグ」を利用することもできる。抗原性を示すペプチド（エピトープ）をタグ配列として付加することにより、当該エピトープに対する抗体を結合させることができる。エピトープタグとして、ＨＡ（インフルエンザウイルスのヘマグルチニンのペプチド配列）タグ、ｍｙｃタグ、ＦＬＡＧタグ等を挙げることができる。エピトープタグを利用することにより、高い特異性で容易に改変フィブロインを精製することができる。
　さらにタグ配列を特定のプロテアーゼで切り離せるようにしたものも使用することができる。当該タグ配列を介して吸着したタンパク質をプロテアーゼ処理することにより、タグ配列を切り離した改変フィブロインを回収することもできる。
　タグ配列を含む改変フィブロインのより具体的な例として、（２－ｉｉｉ）配列番号１２（ＰＲＴ３８０）、配列番号１３（ＰＲＴ４１０）、配列番号１４（ＰＲＴ５２５）若しくは配列番号１５（ＰＲＴ７９９）で示されるアミノ酸配列、又は（２－ｉｖ）配列番号１２、配列番号１３、配列番号１４若しくは配列番号１５で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。
　配列番号１６（ＰＲＴ３１３）、配列番号１２、配列番号１３、配列番号１４及び配列番号１５で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号１０、配列番号６、配列番号７、配列番号８及び配列番号９で示されるアミノ酸配列のＮ末端に配列番号１１で示されるアミノ酸配列（Ｈｉｓタグ配列及びヒンジ配列を含む）を付加したものである。
　（２－ｉｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号１２、配列番号１３、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
　（２－ｉｖ）の改変フィブロインは、配列番号１２、配列番号１３、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（２－ｉｖ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。
　（２－ｉｖ）の改変フィブロインは、配列番号１２、配列番号１３、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有し、かつＲＥＰ中に含まれるＸＧＸ（但し、Ｘはグリシン以外のアミノ酸残基を示す。）からなるアミノ酸配列の総アミノ酸残基数をｚとし、上記ドメイン配列中のＲＥＰの総アミノ酸残基数をｗとしたときに、ｚ／ｗが５０．９％以上であることが好ましい。
　第２の改変フィブロインは、組換えタンパク質生産系において生産されたタンパク質を宿主の外部に放出するための分泌シグナルを含んでいてもよい。分泌シグナルの配列は、宿主の種類に応じて適宜設定することができる。
　第３の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、（Ａ）ｎモチーフの含有量が低減されたアミノ酸配列を有する。第３の改変フィブロインのドメイン配列は、天然由来のフィブロインと比較して、少なくとも１又は複数の（Ａ）ｎモチーフが欠失したことに相当するアミノ酸配列を有するものということができる。
　第３の改変フィブロインは、天然由来のフィブロインから（Ａ）ｎモチーフを１０～４０％欠失させたことに相当するアミノ酸配列を有するものであってもよい。
　第３の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、少なくともＮ末端側からＣ末端側に向かって１～３つの（Ａ）ｎモチーフ毎に１つの（Ａ）ｎモチーフが欠失したことに相当するアミノ酸配列を有するものであってもよい。
　第３の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、少なくともＮ末端側からＣ末端側に向かって２つ連続した（Ａ）ｎモチーフの欠失、及び１つの（Ａ）ｎモチーフの欠失がこの順に繰り返されたことに相当するアミノ酸配列を有するものであってもよい。
　第３の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、少なくともＮ末端側からＣ末端側に向かって２つおきに（Ａ）ｎモチーフが欠失したことに相当するアミノ酸配列を有するものであってもよい。
　第３の改変フィブロインは、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含み、Ｎ末端側からＣ末端側に向かって、隣合う２つの［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットのＲＥＰのアミノ酸残基数を順次比較して、アミノ酸残基数が少ないＲＥＰのアミノ酸残基数を１としたとき、他方のＲＥＰのアミノ酸残基数の比が１．８～１１．３となる隣合う２つの［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットのアミノ酸残基数を足し合わせた合計値の最大値をｘとし、ドメイン配列の総アミノ酸残基数をｙとしたときに、ｘ／ｙが２０％以上、３０％以上、４０％以上又は５０％以上であるアミノ酸配列を有するものであってもよい。（Ａ）ｎモチーフ中の全アミノ酸残基数に対するアラニン残基数は８３％以上であってよいが、８６％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましく、９５％以上であることが更に好ましく、１００％であること（アラニン残基のみで構成されることを意味する）が更により好ましい。
　ｘ／ｙの算出方法を図１を参照しながら更に詳細に説明する。図１には、改変フィブロインからＮ末端配列及びＣ末端配列を除いたドメイン配列を示す。当該ドメイン配列は、Ｎ末端側（左側）から（Ａ）ｎモチーフ－第１のＲＥＰ（５０アミノ酸残基）－（Ａ）ｎモチーフ－第２のＲＥＰ（１００アミノ酸残基）－（Ａ）ｎモチーフ－第３のＲＥＰ（１０アミノ酸残基）－（Ａ）ｎモチーフ－第４のＲＥＰ（２０アミノ酸残基）－（Ａ）ｎモチーフ－第５のＲＥＰ（３０アミノ酸残基）－（Ａ）ｎモチーフという配列を有する。
　隣合う２つの［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットは、重複がないように、Ｎ末端側からＣ末端側に向かって、順次選択する。このとき、選択されない［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットが存在してもよい。図１には、パターン１（第１のＲＥＰと第２のＲＥＰの比較、及び第３のＲＥＰと第４のＲＥＰの比較）、パターン２（第１のＲＥＰと第２のＲＥＰの比較、及び第４のＲＥＰと第５のＲＥＰの比較）、パターン３（第２のＲＥＰと第３のＲＥＰの比較、及び第４のＲＥＰと第５のＲＥＰの比較）、パターン４（第１のＲＥＰと第２のＲＥＰの比較）を示した。なお、これ以外にも選択方法は存在する。
　次に各パターンについて、選択した隣合う２つの［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニット中の各ＲＥＰのアミノ酸残基数を比較する。比較は、よりアミノ酸残基数の少ない方を１としたときの、他方のアミノ酸残基数の比を求めることによって行う。例えば、第１のＲＥＰ（５０アミノ酸残基）と第２のＲＥＰ（１００アミノ酸残基）の比較の場合、よりアミノ酸残基数の少ない第１のＲＥＰを１としたとき、第２のＲＥＰのアミノ酸残基数の比は、１００／５０＝２である。同様に、第４のＲＥＰ（２０アミノ酸残基）と第５のＲＥＰ（３０アミノ酸残基）の比較の場合、よりアミノ酸残基数の少ない第４のＲＥＰを１としたとき、第５のＲＥＰのアミノ酸残基数の比は、３０／２０＝１．５である。
　図１中、よりアミノ酸残基数の少ない方を１としたときに、他方のアミノ酸残基数の比が１．８～１１．３となる［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットの組を実線で示した。本明細書中、この比をギザ比率と呼ぶ。よりアミノ酸残基数の少ない方を１としたときに、他方のアミノ酸残基数の比が１．８未満又は１１．３超となる［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットの組は破線で示した。
　各パターンにおいて、実線で示した隣合う２つの［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットの全てのアミノ酸残基数を足し合わせる（ＲＥＰのみではなく、（Ａ）ｎモチーフのアミノ酸残基数もである。）。そして、足し合わせた合計値を比較して、当該合計値が最大となるパターンの合計値（合計値の最大値）をｘとする。図１に示した例では、パターン１の合計値が最大である。
　次に、ｘをドメイン配列の総アミノ酸残基数ｙで除すことによって、ｘ／ｙ（％）を算出することができる。
　第３の改変フィブロインにおいて、ｘ／ｙは、５０％以上であることが好ましく、６０％以上であることがより好ましく、６５％以上であることが更に好ましく、７０％以上であることが更により好ましく、７５％以上であることが更によりまた好ましく、８０％以上であることが特に好ましい。ｘ／ｙの上限に特に制限はなく、例えば、１００％以下であってよい。ギザ比率が１：１．９～１１．３の場合には、ｘ／ｙは８９．６％以上であることが好ましく、ギザ比率が１：１．８～３．４の場合には、ｘ／ｙは７７．１％以上であることが好ましく、ギザ比率が１：１．９～８．４の場合には、ｘ／ｙは７５．９％以上であることが好ましく、ギザ比率が１：１．９～４．１の場合には、ｘ／ｙは６４．２％以上であることが好ましい。
　第３の改変フィブロインが、ドメイン配列中に複数存在する（Ａ）ｎモチーフの少なくとも７つがアラニン残基のみで構成される改変フィブロインである場合、ｘ／ｙは、４６．４％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましく、５５％以上であることが更に好ましく、６０％以上であることが更により好ましく、７０％以上であることが更によりまた好ましく、８０％以上であることが特に好ましい。ｘ／ｙの上限に特に制限はなく、１００％以下であればよい。
　ここで、天然由来のフィブロインにおけるｘ／ｙについて説明する。まず、上述のように、ＮＣＢＩ　ＧｅｎＢａｎｋにアミノ酸配列情報が登録されているフィブロインを例示した方法により確認したところ、６６３種類のフィブロイン（このうち、クモ類由来のフィブロインは４１５種類）が抽出された。抽出された全てのフィブロインのうち、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列で構成される天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から、上述の算出方法により、ｘ／ｙを算出した。ギザ比率が１：１．９～４．１の場合の結果を図３に示す。
　図３の横軸はｘ／ｙ（％）を示し、縦軸は頻度を示す。図３から明らかなとおり、天然由来のフィブロインにおけるｘ／ｙは、いずれも６４．２％未満である（最も高いもので、６４．１４％）。
　第３の改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列から、ｘ／ｙが６４．２％以上になるように（Ａ）ｎモチーフをコードする配列の１又は複数を欠失させることにより得ることができる。また、例えば、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から、ｘ／ｙが６４．２％以上になるように１又は複数の（Ａ）ｎモチーフが欠失したことに相当するアミノ酸配列を設計し、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより得ることもできる。いずれの場合においても、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から（Ａ）ｎモチーフが欠失したことに相当する改変に加え、更に１又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び／又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変を行ってもよい。
　第３の改変フィブロインのより具体的な例として、（３－ｉ）配列番号１７（Ｍｅｔ－ＰＲＴ３９９）、配列番号７（Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０）、配列番号８（Ｍｅｔ－ＰＲＴ５２５）若しくは配列番号９（Ｍｅｔ－ＰＲＴ７９９）で示されるアミノ酸配列、又は（３－ｉｉ）配列番号１７、配列番号７、配列番号８若しくは配列番号９で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。
　（３－ｉ）の改変フィブロインについて説明する。配列番号１７で示されるアミノ酸配列は、天然由来のフィブロインに相当する配列番号１０（Ｍｅｔ－ＰＲＴ３１３）で示されるアミノ酸配列から、Ｎ末端側からＣ末端側に向かって２つおきに（Ａ）ｎモチーフを欠失させ、更にＣ末端配列の手前に［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］を１つ挿入したものである。配列番号７、配列番号８又は配列番号９で示されるアミノ酸配列は、第２の改変フィブロインで説明したとおりである。
　配列番号１０で示されるアミノ酸配列（天然由来のフィブロインに相当）のギザ比率１：１．８～１１．３におけるｘ／ｙの値は１５．０％である。配列番号１７で示されるアミノ酸配列、及び配列番号７で示されるアミノ酸配列におけるｘ／ｙの値は、いずれも９３．４％である。配列番号８で示されるアミノ酸配列におけるｘ／ｙの値は、９２．７％である。配列番号９で示されるアミノ酸配列におけるｘ／ｙの値は、８９．８％である。配列番号１０、配列番号１７、配列番号７、配列番号８及び配列番号９で示されるアミノ酸配列におけるｚ／ｗの値は、それぞれ４６．８％、５６．２％、７０．１％、６６．１％及び７０．０％である。
　（３－ｉ）の改変フィブロインは、配列番号１７、配列番号７、配列番号８又は配列番号９で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
　（３－ｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号１７、配列番号７、配列番号８又は配列番号９で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（３－ｉｉ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。
　（３－ｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号１７、配列番号７、配列番号８又は配列番号９で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有し、かつＮ末端側からＣ末端側に向かって、隣合う２つの［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットのＲＥＰのアミノ酸残基数を順次比較して、アミノ酸残基数が少ないＲＥＰのアミノ酸残基数を１としたとき、他方のＲＥＰのアミノ酸残基数の比が１．８～１１．３（ギザ比率が１：１．８～１１．３）となる隣合う２つの［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットのアミノ酸残基数を足し合わせた合計値の最大値をｘとし、ドメイン配列の総アミノ酸残基数をｙとしたときに、ｘ／ｙが６４．２％以上であることが好ましい。
　第３の改変フィブロインは、Ｎ末端及びＣ末端のいずれか一方又は両方に上述したタグ配列を含んでいてもよい。
　タグ配列を含む改変フィブロインのより具体的な例として、（３－ｉｉｉ）配列番号１８（ＰＲＴ３９９）、配列番号１３（ＰＲＴ４１０）、配列番号１４（ＰＲＴ５２５）若しくは配列番号１５（ＰＲＴ７９９）で示されるアミノ酸配列、又は（３－ｉｖ）配列番号１８、配列番号１３、配列番号１４若しくは配列番号１５で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。
　配列番号１８、配列番号１３、配列番号１４及び配列番号１５で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号１７、配列番号７、配列番号８及び配列番号９で示されるアミノ酸配列のＮ末端に配列番号１１で示されるアミノ酸配列（Ｈｉｓタグ配列及びヒンジ配列を含む）を付加したものである。
　（３－ｉｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号１８、配列番号１３、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
　（３－ｉｖ）の改変フィブロインは、配列番号１８、配列番号１３、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（３－ｉｖ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。
　（３－ｉｖ）の改変フィブロインは、配列番号１８、配列番号１３、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有し、かつＮ末端側からＣ末端側に向かって、隣合う２つの［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットのＲＥＰのアミノ酸残基数を順次比較して、アミノ酸残基数が少ないＲＥＰのアミノ酸残基数を１としたとき、他方のＲＥＰのアミノ酸残基数の比が１．８～１１．３となる隣合う２つの［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットのアミノ酸残基数を足し合わせた合計値の最大値をｘとし、ドメイン配列の総アミノ酸残基数をｙとしたときに、ｘ／ｙが６４．２％以上であることが好ましい。
　第３の改変フィブロインは、組換えタンパク質生産系において生産されたタンパク質を宿主の外部に放出するための分泌シグナルを含んでいてもよい。分泌シグナルの配列は、宿主の種類に応じて適宜設定することができる。
　第４の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、（Ａ）ｎモチーフの含有量が低減されたことに加え、グリシン残基の含有量が低減されたアミノ酸配列を有するものである。第４の改変フィブロインのドメイン配列は、天然由来のフィブロインと比較して、少なくとも１又は複数の（Ａ）ｎモチーフが欠失したことに加え、更に少なくともＲＥＰ中の１又は複数のグリシン残基が別のアミノ酸残基に置換されたことに相当するアミノ酸配列を有するものということができる。すなわち、第４の改変フィブロインは、上述した第２の改変フィブロインと、第３の改変フィブロインの特徴を併せ持つ改変フィブロインである。具体的な態様等は、第２の改変フィブロイン、及び第３の改変フィブロインで説明したとおりである。
　第４の改変フィブロインのより具体的な例として、（４－ｉ）配列番号７（Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０）、配列番号８（Ｍｅｔ－ＰＲＴ５２５）、配列番号９（Ｍｅｔ－ＰＲＴ７９９）、配列番号１３（ＰＲＴ４１０）、配列番号１４（ＰＲＴ５２５）若しくは配列番号１５（ＰＲＴ７９９）で示されるアミノ酸配列、又は（４－ｉｉ）配列番号７、配列番号８、配列番号９、配列番号１３、配列番号１４若しくは配列番号１５で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。配列番号７、配列番号８、配列番号９、配列番号１３、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列を含む改変フィブロインの具体的な態様は上述のとおりである。
　第５の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、ＲＥＰ中の１又は複数のアミノ酸残基が疎水性指標の大きいアミノ酸残基に置換されたこと、及び／又はＲＥＰ中に１又は複数の疎水性指標の大きいアミノ酸残基が挿入されたことに相当する、局所的に疎水性指標の大きい領域を含むアミノ酸配列を有するものであってよい。
　局所的に疎水性指標の大きい領域は、連続する２～４アミノ酸残基で構成されていることが好ましい。
　上述の疎水性指標の大きいアミノ酸残基は、イソロイシン（Ｉ）、バリン（Ｖ）、ロイシン（Ｌ）、フェニルアラニン（Ｆ）、システイン（Ｃ）、メチオニン（Ｍ）及びアラニン（Ａ）から選ばれるアミノ酸残基であることがより好ましい。
　第５の改変フィブロインは、天然由来のフィブロインと比較して、ＲＥＰ中の１又は複数のアミノ酸残基が疎水性指標の大きいアミノ酸残基に置換されたこと、及び／又はＲＥＰ中に１又は複数の疎水性指標の大きいアミノ酸残基が挿入されたことに相当する改変に加え、更に、天然由来のフィブロインと比較して、１又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び／又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変があってもよい。
　第５の改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列からＲＥＰ中の１又は複数の親水性アミノ酸残基（例えば、疎水性指標がマイナスであるアミノ酸残基）を疎水性アミノ酸残基（例えば、疎水性指標がプラスであるアミノ酸残基）に置換すること、及び／又はＲＥＰ中に１又は複数の疎水性アミノ酸残基を挿入することにより得ることができる。また、例えば、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列からＲＥＰ中の１又は複数の親水性アミノ酸残基を疎水性アミノ酸残基に置換したこと、及び／又はＲＥＰ中に１又は複数の疎水性アミノ酸残基を挿入したことに相当するアミノ酸配列を設計し、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより得ることもできる。いずれの場合においても、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列からＲＥＰ中の１又は複数の親水性アミノ酸残基を疎水性アミノ酸残基に置換したこと、及び／又はＲＥＰ中に１又は複数の疎水性アミノ酸残基を挿入したことに相当する改変に加え、更に１又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び／又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変を行ってもよい。
　第５の改変フィブロインは、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含み、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフから上記ドメイン配列のＣ末端までの配列を上記ドメイン配列から除いた配列に含まれる全てのＲＥＰにおいて、連続する４アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が２．６以上となる領域に含まれるアミノ酸残基の総数をｐとし、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフから上記ドメイン配列のＣ末端までの配列を上記ドメイン配列から除いた配列に含まれるアミノ酸残基の総数をｑとしたときに、ｐ／ｑが６．２％以上であるアミノ酸配列を有してもよい。
　アミノ酸残基の疎水性指標については、公知の指標（Ｈｙｄｒｏｐａｔｈｙ　ｉｎｄｅｘ：Ｋｙｔｅ　Ｊ，＆Ｄｏｏｌｉｔｔｌｅ　Ｒ（１９８２）“Ａ　ｓｉｍｐｌｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒｏｐａｔｈｉｃ　ｃｈａｒａｃｔｅｒ　ｏｆ　ａ　ｐｒｏｔｅｉｎ”，Ｊ．Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．，１５７，ｐｐ．１０５－１３２）を使用する。具体的には、各アミノ酸の疎水性指標（ハイドロパシー・インデックス、以下「ＨＩ」とも記す。）は、下記表１に示すとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　ｐ／ｑの算出方法を更に詳細に説明する。算出には、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列から、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列を除いた配列（以下、「配列Ａ」とする）を用いる。まず、配列Ａに含まれる全てのＲＥＰにおいて、連続する４アミノ酸残基の疎水性指標の平均値を算出する。疎水性指標の平均値は、連続する４アミノ酸残基に含まれる各アミノ酸残基のＨＩの総和を４（アミノ酸残基数）で除して求める。疎水性指標の平均値は、全ての連続する４アミノ酸残基について求める（各アミノ酸残基は、１～４回平均値の算出に用いられる。）。次いで、連続する４アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が２．６以上となる領域を特定する。あるアミノ酸残基が、複数の「疎水性指標の平均値が２．６以上となる連続する４アミノ酸残基」に該当する場合であっても、領域中には１アミノ酸残基として含まれることになる。そして、当該領域に含まれるアミノ酸残基の総数がｐである。また、配列Ａに含まれるアミノ酸残基の総数がｑである。
　例えば、「疎水性指標の平均値が２．６以上となる連続する４アミノ酸残基」が２０カ所抽出された場合（重複はなし）、連続する４アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が２．６以上となる領域には、連続する４アミノ酸残基（重複はなし）が２０含まれることになり、ｐは２０×４＝８０である。また、例えば、２つの「疎水性指標の平均値が２．６以上となる連続する４アミノ酸残基」が１アミノ酸残基だけ重複して存在する場合、連続する４アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が２．６以上となる領域には、７アミノ酸残基含まれることになる（ｐ＝２×４－１＝７。「－１」は重複分の控除である。）。例えば、図４に示したドメイン配列の場合、「疎水性指標の平均値が２．６以上となる連続する４アミノ酸残基」が重複せずに７つ存在するため、ｐは７×４＝２８となる。また、例えば、図４に示したドメイン配列の場合、ｑは４＋５０＋４＋４０＋４＋１０＋４＋２０＋４＋３０＝１７０である（Ｃ末端側の最後に存在する（Ａ）ｎモチーフは含めない）。次に、ｐをｑで除すことによって、ｐ／ｑ（％）を算出することができる。図４の場合２８／１７０＝１６．４７％となる。
　第５の改変フィブロインにおいて、ｐ／ｑは、６．２％以上であることが好ましく、７％以上であることがより好ましく、１０％以上であることが更に好ましく、２０％以上であることが更により好ましく、３０％以上であることが更によりまた好ましい。ｐ／ｑの上限は、特に制限されないが、例えば、４５％以下であってもよい。
　第５の改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインのアミノ酸配列を、上記のｐ／ｑの条件を満たすように、ＲＥＰ中の１又は複数の親水性アミノ酸残基（例えば、疎水性指標がマイナスであるアミノ酸残基）を疎水性アミノ酸残基（例えば、疎水性指標がプラスであるアミノ酸残基）に置換すること、及び／又はＲＥＰ中に１又は複数の疎水性アミノ酸残基を挿入することにより、局所的に疎水性指標の大きい領域を含むアミノ酸配列に改変することにより得ることができる。また、例えば、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から上記のｐ／ｑの条件を満たすアミノ酸配列を設計し、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより得ることもできる。いずれの場合においても、天然由来のフィブロインと比較して、ＲＥＰ中の１又は複数のアミノ酸残基が疎水性指標の大きいアミノ酸残基に置換されたこと、及び／又はＲＥＰ中に１又は複数の疎水性指標の大きいアミノ酸残基が挿入されたことに相当する改変に加え、更に１又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び／又は付加したことに相当する改変を行ってもよい。
　疎水性指標の大きいアミノ酸残基としては、特に制限はないが、イソロイシン（Ｉ）、バリン（Ｖ）、ロイシン（Ｌ）、フェニルアラニン（Ｆ）、システイン（Ｃ）、メチオニン（Ｍ）及びアラニン（Ａ）が好ましく、バリン（Ｖ）、ロイシン（Ｌ）及びイソロイシン（Ｉ）がより好ましい。
　第５の改変フィブロインのより具体的な例として、（５－ｉ）配列番号１９（Ｍｅｔ－ＰＲＴ７２０）、配列番号２０（Ｍｅｔ－ＰＲＴ６６５）若しくは配列番号２１（Ｍｅｔ－ＰＲＴ６６６）で示されるアミノ酸配列、又は（５－ｉｉ）配列番号１９、配列番号２０若しくは配列番号２１で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。
　（５－ｉ）の改変フィブロインについて説明する。配列番号１９で示されるアミノ酸配列は、配列番号７（Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０）で示されるアミノ酸配列に対し、Ｃ末端側の端末のドメイン配列を除いて、ＲＥＰ一つ置きにそれぞれ３アミノ酸残基からなるアミノ酸配列（ＶＬＩ）を２カ所挿入し、更に一部のグルタミン（Ｑ）残基をセリン（Ｓ）残基に置換し、かつＣ末端側の一部のアミノ酸を欠失させたものである。配列番号２０で示されるアミノ酸配列は、配列番号８（Ｍｅｔ－ＰＲＴ５２５）で示されるアミノ酸配列に対し、ＲＥＰ一つ置きにそれぞれ３アミノ酸残基からなるアミノ酸配列（ＶＬＩ）を１カ所挿入したものである。配列番号２１で示されるアミノ酸配列は、配列番号８で示されるアミノ酸配列に対し、ＲＥＰ一つ置きにそれぞれ３アミノ酸残基からなるアミノ酸配列（ＶＬＩ）を２カ所挿入したものである。
　（５－ｉ）の改変フィブロインは、配列番号１９、配列番号２０又は配列番号２１で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
　（５－ｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号１９、配列番号２０又は配列番号２１で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（５－ｉｉ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。
　（５－ｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号１９、配列番号２０又は配列番号２１で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有し、かつ最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれる全てのＲＥＰにおいて、連続する４アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が２．６以上となる領域に含まれるアミノ酸残基の総数をｐとし、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれるアミノ酸残基の総数をｑとしたときに、ｐ／ｑが６．２％以上であることが好ましい。
　第５の改変フィブロインは、Ｎ末端及びＣ末端のいずれか一方又は両方にタグ配列を含んでいてもよい。
　タグ配列を含む改変フィブロインのより具体的な例として、（５－ｉｉｉ）配列番号２２（ＰＲＴ７２０）、配列番号２３（ＰＲＴ６６５）若しくは配列番号２４（ＰＲＴ６６６）で示されるアミノ酸配列、又は（５－ｉｖ）配列番号２２、配列番号２３若しくは配列番号２４で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。
　配列番号２２、配列番号２３及び配列番号２４で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号１９、配列番号２０及び配列番号２１で示されるアミノ酸配列のＮ末端に配列番号１１で示されるアミノ酸配列（Ｈｉｓタグ配列及びヒンジ配列を含む）を付加したものである。
　（５－ｉｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号２２、配列番号２３又は配列番号２４で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
　（５－ｉｖ）の改変フィブロインは、配列番号２２、配列番号２３又は配列番号２４で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（５－ｉｖ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。
　（５－ｉｖ）の改変フィブロインは、配列番号２２、配列番号２３又は配列番号２４で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有し、かつ最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれる全てのＲＥＰにおいて、連続する４アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が２．６以上となる領域に含まれるアミノ酸残基の総数をｐとし、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれるアミノ酸残基の総数をｑとしたときに、ｐ／ｑが６．２％以上であることが好ましい。
　第５の改変フィブロインは、組換えタンパク質生産系において生産されたタンパク質を宿主の外部に放出するための分泌シグナルを含んでいてもよい。分泌シグナルの配列は、宿主の種類に応じて適宜設定することができる。
　第６の改変フィブロインは、天然由来のフィブロインと比較して、グルタミン残基の含有量が低減されたアミノ酸配列を有する。
　第６の改変フィブロインは、ＲＥＰのアミノ酸配列中に、ＧＧＸモチーフ及びＧＰＧＸＸモチーフから選ばれる少なくとも一つのモチーフが含まれていることが好ましい。
　第６の改変フィブロインが、ＲＥＰ中にＧＰＧＸＸモチーフを含む場合、ＧＰＧＸＸモチーフ含有率は、通常１％以上であり、５％以上であってもよく、１０％以上であるのが好ましい。ＧＰＧＸＸモチーフ含有率の上限に特に制限はなく、５０％以下であってよく、３０％以下であってもよい。
　本明細書において、「ＧＰＧＸＸモチーフ含有率」は、以下の方法により算出される値である。
　式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ、又は式２：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ－（Ａ）ｎモチーフで表されるドメイン配列を含むフィブロイン（改変フィブロイン又は天然由来のフィブロイン）において、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれる全てのＲＥＰにおいて、その領域に含まれるＧＰＧＸＸモチーフの個数の総数を３倍した数（即ち、ＧＰＧＸＸモチーフ中のＧ及びＰの総数に相当）をｓとし、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除き、更に（Ａ）ｎモチーフを除いた全ＲＥＰのアミノ酸残基の総数をｔとしたときに、ＧＰＧＸＸモチーフ含有率はｓ／ｔとして算出される。
　ＧＰＧＸＸモチーフ含有率の算出において、「最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」を対象としているのは、「最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列」（ＲＥＰに相当する配列）には、フィブロインに特徴的な配列と相関性の低い配列が含まれることがあり、ｍが小さい場合（つまり、ドメイン配列が短い場合）、ＧＰＧＸＸモチーフ含有率の算出結果に影響するので、この影響を排除するためである。なお、ＲＥＰのＣ末端に「ＧＰＧＸＸモチーフ」が位置する場合、「ＸＸ」が例えば「ＡＡ」の場合であっても、「ＧＰＧＸＸモチーフ」として扱う。
　図５は、改変フィブロインのドメイン配列を示す模式図である。図５を参照しながらＧＰＧＸＸモチーフ含有率の算出方法を具体的に説明する。まず、図５に示した改変フィブロインのドメイン配列（「［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ－（Ａ）ｎモチーフ」タイプである。）では、全てのＲＥＰが「最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」（図５中、「領域Ａ」で示した配列。）に含まれているため、ｓを算出するためのＧＰＧＸＸモチーフの個数は７であり、ｓは７×３＝２１となる。同様に、全てのＲＥＰが「最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」（図５中、「領域Ａ」で示した配列。）に含まれているため、当該配列から更に（Ａ）ｎモチーフを除いた全ＲＥＰのアミノ酸残基の総数ｔは５０＋４０＋１０＋２０＋３０＝１５０である。次に、ｓをｔで除すことによって、ｓ／ｔ（％）を算出することができ、図５の改変フィブロインの場合２１／１５０＝１４．０％となる。
　第６の改変フィブロインは、グルタミン残基含有率が９％以下であることが好ましく、７％以下であることがより好ましく、４％以下であることが更に好ましく、０％であることが特に好ましい。
　本明細書において、「グルタミン残基含有率」は、以下の方法により算出される値である。
　式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ、又は式２：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ－（Ａ）ｎモチーフで表されるドメイン配列を含むフィブロイン（改変フィブロイン又は天然由来のフィブロイン）において、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列（図５の「領域Ａ」に相当する配列。）に含まれる全てのＲＥＰにおいて、その領域に含まれるグルタミン残基の総数をｕとし、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除き、更に（Ａ）ｎモチーフを除いた全ＲＥＰのアミノ酸残基の総数をｔとしたときに、グルタミン残基含有率はｕ／ｔとして算出される。グルタミン残基含有率の算出において、「最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」を対象としている理由は、上述した理由と同様である。
　第６の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、ＲＥＰ中の１又は複数のグルタミン残基を欠失したこと、又は他のアミノ酸残基に置換したことに相当するアミノ酸配列を有するものであってよい。
　「他のアミノ酸残基」は、グルタミン残基以外のアミノ酸残基であればよいが、グルタミン残基よりも疎水性指標の大きいアミノ酸残基であることが好ましい。アミノ酸残基の疎水性指標は表１に示すとおりである。
　表１に示すとおり、グルタミン残基よりも疎水性指標の大きいアミノ酸残基としては、イソロイシン（Ｉ）、バリン（Ｖ）、ロイシン（Ｌ）、フェニルアラニン（Ｆ）、システイン（Ｃ）、メチオニン（Ｍ）アラニン（Ａ）、グリシン（Ｇ）、スレオニン（Ｔ）、セリン（Ｓ）、トリプトファン（Ｗ）、チロシン（Ｙ）、プロリン（Ｐ）及びヒスチジン（Ｈ）から選ばれるアミノ酸残基を挙げることができる。これらの中でも、イソロイシン（Ｉ）、バリン（Ｖ）、ロイシン（Ｌ）、フェニルアラニン（Ｆ）、システイン（Ｃ）、メチオニン（Ｍ）及びアラニン（Ａ）から選ばれるアミノ酸残基であることがより好ましく、イソロイシン（Ｉ）、バリン（Ｖ）、ロイシン（Ｌ）及びフェニルアラニン（Ｆ）から選ばれるアミノ酸残基であることが更に好ましい。
　第６の改変フィブロインは、ＲＥＰの疎水性度が、－０．８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（改変フィブロイン又は天然由来のフィブロイン）において、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列（図５の「領域Ａ」に相当する配列。）に含まれる全てのＲＥＰにおいて、その領域の各アミノ酸残基の疎水性指標の総和をｖとし、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除き、更に（Ａ）ｎモチーフを除いた全ＲＥＰのアミノ酸残基の総数をｔとしたときに、ＲＥＰの疎水性度はｖ／ｔとして算出される。ＲＥＰの疎水性度の算出において、「最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」を対象としている理由は、上述した理由と同様である。
　第６の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、ＲＥＰ中の１又は複数のグルタミン残基を欠失したこと、及び／又はＲＥＰ中の１又は複数のグルタミン残基を他のアミノ酸残基に置換したことに相当する改変に加え、更に１又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び／又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変があってもよい。
　第６の改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列からＲＥＰ中の１又は複数のグルタミン残基を欠失させること、及び／又はＲＥＰ中の１又は複数のグルタミン残基を他のアミノ酸残基に置換することにより得ることができる。また、例えば、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列からＲＥＰ中の１又は複数のグルタミン残基を欠失したこと、及び／又はＲＥＰ中の１又は複数のグルタミン残基を他のアミノ酸残基に置換したことに相当するアミノ酸配列を設計し、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより得ることもできる。
　第６の改変フィブロインのより具体的な例として、（６－ｉ）配列番号２５（Ｍｅｔ－ＰＲＴ８８８）、配列番号２６（Ｍｅｔ－ＰＲＴ９６５）、配列番号２７（Ｍｅｔ－ＰＲＴ８８９）、配列番号２８（Ｍｅｔ－ＰＲＴ９１６）、配列番号２９（Ｍｅｔ－ＰＲＴ９１８）、配列番号３０（Ｍｅｔ－ＰＲＴ６９９）、配列番号３１（Ｍｅｔ－ＰＲＴ６９８）若しくは配列番号３２（Ｍｅｔ－ＰＲＴ９６６）で示されるアミノ酸配列を含む改変フィブロイン、又は（６－ｉｉ）配列番号２５、配列番号２６、配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１若しくは配列番号３２で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む改変フィブロインを挙げることができる。
　（６－ｉ）の改変フィブロインについて説明する。配列番号２５で示されるアミノ酸配列は、配列番号７で示されるアミノ酸配列（Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０）中のＱＱを全てＶＬに置換したものである。配列番号２６で示されるアミノ酸配列は、配列番号７で示されるアミノ酸配列中のＱＱを全てＴＳに置換し、かつ残りのＱをＡに置換したものである。配列番号２７で示されるアミノ酸配列は、配列番号７で示されるアミノ酸配列中のＱＱを全てＶＬに置換し、かつ残りのＱをＩに置換したものである。配列番号２８で示されるアミノ酸配列は、配列番号７で示されるアミノ酸配列中のＱＱを全てＶＩに置換し、かつ残りのＱをＬに置換したものである。配列番号２９で示されるアミノ酸配列は、配列番号７で示されるアミノ酸配列中のＱＱを全てＶＦに置換し、かつ残りのＱをＩに置換したものである。
　配列番号３０で示されるアミノ酸配列は、配列番号８で示されるアミノ酸配列（Ｍｅｔ－ＰＲＴ５２５）中のＱＱを全てＶＬに置換したものである。配列番号３１で示されるアミノ酸配列は、配列番号８で示されるアミノ酸配列中のＱＱを全てＶＬに置換し、かつ残りのＱをＩに置換したものである。
　配列番号３２で示されるアミノ酸配列は、配列番号７で示されるアミノ酸配列（Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０）中に存在する２０個のドメイン配列の領域を２回繰り返した配列中のＱＱを全てＶＦに置換し、かつ残りのＱをＩに置換したものである。
　配列番号２５、配列番号２６、配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１及び配列番号３２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２５、配列番号２６、配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１又は配列番号３２で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
　（６－ｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号２５、配列番号２６、配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１又は配列番号３２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。
　タグ配列を含む改変フィブロインのより具体的な例として、（６－ｉｉｉ）配列番号３３（ＰＲＴ８８８）、配列番号３４（ＰＲＴ９６５）、配列番号３５（ＰＲＴ８８９）、配列番号３６（ＰＲＴ９１６）、配列番号３７（ＰＲＴ９１８）、配列番号３８（ＰＲＴ６９９）、配列番号３９（ＰＲＴ６９８）若しくは配列番号４０（ＰＲＴ９６６）で示されるアミノ酸配列を含む改変フィブロイン、又は（６－ｉｖ）配列番号３３、配列番号３４、配列番号３５、配列番号３６、配列番号３７、配列番号３８、配列番号３９若しくは配列番号４０で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む改変フィブロインを挙げることができる。
　配列番号３３、配列番号３４、配列番号３５、配列番号３６、配列番号３７、配列番号３８、配列番号３９及び配列番号４０で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号２５、配列番号２６、配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１及び配列番号３２で示されるアミノ酸配列のＮ末端に配列番号１１で示されるアミノ酸配列（Ｈｉｓタグ配列及びヒンジ配列を含む）を付加したものである。Ｎ末端にタグ配列を付加しただけであるため、グルタミン残基含有率に変化はなく、配列番号３３、配列番号３４、配列番号３５、配列番号３６、配列番号３７、配列番号３８、配列番号３９及び配列番号４０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）。
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　（６－ｉｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号３３、配列番号３４、配列番号３５、配列番号３６、配列番号３７、配列番号３８、配列番号３９又は配列番号４０で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
　（６－ｉｖ）の改変フィブロインは、配列番号３３、配列番号３４、配列番号３５、配列番号３６、配列番号３７、配列番号３８、配列番号３９又は配列番号４０で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（６－ｉｖ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ、又は式２：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ－（Ａ）ｎモチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。
　（６－ｉｖ）の改変フィブロインは、グルタミン残基含有率が９％以下であることが好ましい。また、（６－ｉｖ）の改変フィブロインは、ＧＰＧＸＸモチーフ含有率が１０％以上であることが好ましい。
　第６の改変フィブロインは、組換えタンパク質生産系において生産されたタンパク質を宿主の外部に放出するための分泌シグナルを含んでいてもよい。分泌シグナルの配列は、宿主の種類に応じて適宜設定することができる。
　改変フィブロインは、第１の改変フィブロイン、第２の改変フィブロイン、第３の改変フィブロイン、第４の改変フィブロイン、第５の改変フィブロイン、及び第６の改変フィブロインが有する特徴のうち、少なくとも２つ以上の特徴を併せ持つ改変フィブロインであってもよい。
　本実施形態に係る改変フィブロインの限界酸素指数（ＬＯＩ）値は、１８以上、２０以上、２２以上、２４以上、２６以上、２８以上、２９以上、又は３０以上であってもよい。本明細書において、ＬＯＩ値は、「消防危５０号（平成７年５月３１日付け）」に記載の「粉粒状又は融点の低い合成樹脂の試験方法」に準拠して測定される値である。
　本実施形態に係る改変フィブロインの下記式Ａに従って求められる最高吸湿発熱度は、０．０２５℃／ｇ超であってよい。
　式Ａ：最高吸湿発熱度＝｛（試料を、試料温度が平衡に達するまで低湿度環境下に置いた後、高湿度環境下に移したときの試料温度の最高値）－（試料を、試料温度が平衡に達するまで低湿度環境下に置いた後、高湿度環境下に移すときの試料温度）｝（℃）／試料重量（ｇ）
　なお、式Ａ中、低湿度環境は、温度２０℃及び相対湿度４０％の環境を意味し、高湿度環境は、温度２０℃及び相対湿度９０％の環境を意味する。
　本実施形態に係る改変フィブロインの最高吸湿発熱度は、０．０２６℃／ｇ以上、０．０２７℃／ｇ以上、０．０２８℃／ｇ以上、０．０２９℃／ｇ以上、０．０３０℃／ｇ以上、０．０３５℃／ｇ以上、又は０．０４０℃／ｇ以上であってもよい。最高吸湿発熱度の上限に特に制限はないが、通常、０．０６０℃／ｇ以下である。
　本実施形態に係る改変フィブロインは、下記式Ｂに従って求められる保温性指数が０．２０以上であってよい。
　式Ｂ：保温性指数＝保温率（％）／試料の目付け（ｇ／ｍ２）
　ここで、本明細書において、保温率は、サーモラボＩＩ型試験機（３０ｃｍ／秒の有風下）を用いたドライコンタクト法で測定した保温率を意味し、後述する試験例に記載の方法により測定される値である。
　本実施形態に係る改変フィブロインの保温性指数は、０．２２以上であってよく、０．２４以上であってよく、０．２６以上であってよく、０．２８以上であってよく、０．３０以上であってよく、０．３２以上であってよい。保温性指数の上限に特に制限はないが、例えば、０．６０以下、又は０．４０以下であってよい。
＜改変フィブロインの製造方法＞
　上記いずれの実施形態に係る改変フィブロインも、例えば、当該改変フィブロイン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。
　改変フィブロインをコードする核酸の製造方法は、特に制限されない。例えば、天然のフィブロインをコードする遺伝子を利用して、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）などで増幅しクローニングし、遺伝子工学的手法により改変する方法、又は、化学的に合成する方法によって、当該核酸を製造することができる。核酸の化学的な合成方法も特に制限されず、例えば、ＮＣＢＩのウェブデータベースなどより入手したフィブロインのアミノ酸配列情報をもとに、ＡＫＴＡ　ｏｌｉｇｏｐｉｌｏｔ　ｐｌｕｓ　１０／１００（ＧＥヘルスケア・ジャパン株式会社）などで自動合成したオリゴヌクレオチドをＰＣＲなどで連結する方法によって遺伝子を化学的に合成することができる。この際に、改変フィブロインの精製及び／又は確認を容易にするため、上記のアミノ酸配列のＮ末端に開始コドン及びＨｉｓ１０タグからなるアミノ酸配列を付加したアミノ酸配列からなる改変フィブロインをコードする核酸を合成してもよい。
　調節配列は、宿主における改変フィブロインの発現を制御する配列（例えば、プロモーター、エンハンサー、リボソーム結合配列、転写終結配列等）であり、宿主の種類に応じて適宜選択することができる。プロモーターとして、宿主細胞中で機能し、改変フィブロインを発現誘導可能な誘導性プロモーターを用いてもよい。誘導性プロモーターは、誘導物質（発現誘導剤）の存在、リプレッサー分子の非存在、又は温度、浸透圧若しくはｐＨ値の上昇若しくは低下等の物理的要因により、転写を制御できるプロモーターである。
　発現ベクターの種類は、プラスミドベクター、ウイルスベクター、コスミドベクター、フォスミドベクター、人工染色体ベクター等、宿主の種類に応じて適宜選択することができる。発現ベクターとしては、宿主細胞において自立複製が可能、又は宿主の染色体中への組込みが可能で、改変フィブロインをコードする核酸を転写できる位置にプロモーターを含有しているものが好適に用いられる。
　宿主として、原核生物、並びに酵母、糸状真菌、昆虫細胞、動物細胞及び植物細胞等の真核生物のいずれも好適に用いることができる。
　原核生物の宿主の好ましい例として、エシェリヒア属、ブレビバチルス属、セラチア属、バチルス属、ミクロバクテリウム属、ブレビバクテリウム属、コリネバクテリウム属及びシュードモナス属等に属する細菌を挙げることができる。エシェリヒア属に属する微生物として、例えば、エシェリヒア・コリ等を挙げることができる。ブレビバチルス属に属する微生物として、例えば、ブレビバチルス・アグリ等を挙げることができる。セラチア属に属する微生物として、例えば、セラチア・リクエファシエンス等を挙げることができる。バチルス属に属する微生物として、例えば、バチルス・サチラス等を挙げることができる。ミクロバクテリウム属に属する微生物として、例えば、ミクロバクテリウム・アンモニアフィラム等を挙げることができる。ブレビバクテリウム属に属する微生物として、例えば、ブレビバクテリウム・ディバリカタム等を挙げることができる。コリネバクテリウム属に属する微生物として、例えば、コリネバクテリウム・アンモニアゲネス等を挙げることができる。シュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）属に属する微生物として、例えば、シュードモナス・プチダ等を挙げることができる。
　原核生物を宿主とする場合、改変フィブロインをコードする核酸を導入するベクターとしては、例えば、ｐＢＴｒｐ２（ベーリンガーマンハイム社製）、ｐＧＥＸ（Ｐｈａｒｍａｃｉａ社製）、ｐＵＣ１８、ｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔＩＩ、ｐＳｕｐｅｘ、ｐＥＴ２２ｂ、ｐＣｏｌｄ、ｐＵＢ１１０、ｐＮＣＯ２（特開２００２－２３８５６９号公報）等を挙げることができる。
　真核生物の宿主としては、例えば、酵母及び糸状真菌（カビ等）を挙げることができる。酵母としては、例えば、サッカロマイセス属、ピキア属、シゾサッカロマイセス属等に属する酵母を挙げることができる。糸状真菌としては、例えば、アスペルギルス属、ペニシリウム属、トリコデルマ（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ）属等に属する糸状真菌を挙げることができる。
　真核生物を宿主とする場合、改変フィブロインをコードする核酸を導入するベクターとしては、例えば、ＹＥｐ１３（ＡＴＣＣ３７１１５）、ＹＥｐ２４（ＡＴＣＣ３７０５１）等を挙げることができる。上記宿主細胞への発現ベクターの導入方法としては、上記宿主細胞へＤＮＡを導入する方法であればいずれも用いることができる。例えば、カルシウムイオンを用いる方法〔Ｐｒｏｃ．　Ｎａｔｌ．　Ａｃａｄ．　Ｓｃｉ．　ＵＳＡ，６９，２１１０（１９７２）〕、エレクトロポレーション法、スフェロプラスト法、プロトプラスト法、酢酸リチウム法、コンピテント法等を挙げることができる。
　発現ベクターで形質転換された宿主による核酸の発現方法としては、直接発現のほか、モレキュラー・クローニング第２版に記載されている方法等に準じて、分泌生産、融合タンパク質発現等を行うことができる。
　改変フィブロインは、例えば、発現ベクターで形質転換された宿主を培養培地中で培養し、培養培地中に当該改変フィブロインを生成及び蓄積させ、該培養培地から採取することにより製造することができる。宿主を培養培地中で培養する方法は、宿主の培養に通常用いられる方法に従って行うことができる。
　宿主が、大腸菌等の原核生物又は酵母等の真核生物である場合、培養培地として、宿主が資化し得る炭素源、窒素源及び無機塩類等を含有し、宿主の培養を効率的に行える培地であれば天然培地及び合成培地のいずれを用いてもよい。
　炭素源としては、上記形質転換微生物が資化し得るものであればよく、例えば、グルコース、フラクトース、スクロース、及びこれらを含有する糖蜜、デンプン及びデンプン加水分解物等の炭水化物、酢酸及びプロピオン酸等の有機酸、並びにエタノール及びプロパノール等のアルコール類を用いることができる。窒素源としては、例えば、アンモニア、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、酢酸アンモニウム及びリン酸アンモニウム等の無機酸又は有機酸のアンモニウム塩、その他の含窒素化合物、並びにペプトン、肉エキス、酵母エキス、コーンスチープリカー、カゼイン加水分解物、大豆粕及び大豆粕加水分解物、各種発酵菌体及びその消化物を用いることができる。無機塩類としては、例えば、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸第一鉄、硫酸マンガン、硫酸銅及び炭酸カルシウムを用いることができる。
　大腸菌等の原核生物又は酵母等の真核生物の培養は、例えば、振盪培養又は深部通気攪拌培養等の好気的条件下で行うことができる。培養温度は、例えば、１５～４０℃である。培養時間は、通常１６時間～７日間である。培養中の培養培地のｐＨは３．０～９．０に保持することが好ましい。培養培地のｐＨの調整は、無機酸、有機酸、アルカリ溶液、尿素、炭酸カルシウム及びアンモニア等を用いて行うことができる。
　また、培養中、必要に応じて、アンピシリン及びテトラサイクリン等の抗生物質を培養培地に添加してもよい。プロモーターとして誘導性のプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した微生物を培養するときには、必要に応じてインデューサーを培地に添加してもよい。例えば、ｌａｃプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した微生物を培養するときにはイソプロピル－β－Ｄ－チオガラクトピラノシド等を、ｔｒｐプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した微生物を培養するときにはインドールアクリル酸等を培地に添加してもよい。
　発現させた改変フィブロインの単離及び精製は通常用いられている方法で行うことができる。例えば、当該改変フィブロインが、細胞内に溶解状態で発現した場合には、培養終了後、宿主細胞を遠心分離により回収し、水系緩衝液に懸濁した後、超音波破砕機、フレンチプレス、マントンガウリンホモゲナイザー及びダイノミル等により宿主細胞を破砕し、無細胞抽出液を得る。該無細胞抽出液を遠心分離することにより得られる上清から、タンパク質の単離精製に通常用いられている方法、すなわち、溶媒抽出法、硫安等による塩析法、脱塩法、有機溶媒による沈殿法、ジエチルアミノエチル（ＤＥＡＥ）－セファロース、ＤＩＡＩＯＮ　ＨＰＡ－７５（三菱化成社製）等のレジンを用いた陰イオン交換クロマトグラフィー法、Ｓ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ　ＦＦ（Ｐｈａｒｍａｃｉａ社製）等のレジンを用いた陽イオン交換クロマトグラフィー法、ブチルセファロース、フェニルセファロース等のレジンを用いた疎水性クロマトグラフィー法、分子篩を用いたゲルろ過法、アフィニティークロマトグラフィー法、クロマトフォーカシング法、等電点電気泳動等の電気泳動法等の方法を単独又は組み合わせて使用し、精製標品を得ることができる。
　また、改変フィブロインが細胞内に不溶体を形成して発現した場合は、同様に宿主細胞を回収後、破砕し、遠心分離を行うことにより、沈殿画分として改変フィブロインの不溶体を回収する。回収した改変フィブロインの不溶体はタンパク質変性剤で可溶化することができる。該操作の後、上記と同様の単離精製法により改変フィブロインの精製標品を得ることができる。当該改変フィブロインが細胞外に分泌された場合には、培養上清から当該改変フィブロインを回収することができる。すなわち、培養物を遠心分離等の手法により処理することにより培養上清を取得し、その培養上清から、上記と同様の単離精製法を用いることにより、精製標品を得ることができる。
＜人造フィブロイン繊維の製造方法＞
　本実施形態に係る人造フィブロイン繊維は、公知の紡糸方法によって製造することができる。すなわち、例えば、改変フィブロインを主成分として含む人造フィブロイン繊維を製造する際には、まず、上述した方法に準じて製造した改変フィブロインをジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ギ酸、又はヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）等の溶媒に、必要に応じて溶解促進剤としての無機塩と共に添加し、溶解してドープ液を作製する。次いで、このドープ液を用いて、湿式紡糸、乾式紡糸、乾湿式紡糸又は溶融紡糸等の公知の紡糸方法により紡糸して、目的とする人造フィブロイン繊維を得ることができる。好ましい紡糸方法としては、湿式紡糸又は乾湿式紡糸を挙げることができる。
　図６は、人造フィブロイン繊維を製造するための紡糸装置の一例を概略的に示す説明図である。図６に示す紡糸装置１０は、乾湿式紡糸用の紡糸装置の一例であり、押出し装置１と、未延伸糸製造装置２と、湿熱延伸装置３と、乾燥装置４とを有している。
　紡糸装置１０を使用した紡糸方法を説明する。まず、貯槽７に貯蔵されたドープ液６が、ギアポンプ８により口金９から押し出される。ラボスケールにおいては、ドープ液をシリンダーに充填し、シリンジポンプを用いてノズルから押し出してもよい。次いで、押し出されたドープ液６は、エアギャップ１９を経て、凝固液槽２０の凝固液１１内に供給され、溶媒が除去されて、改変フィブロインが凝固し、繊維状凝固体が形成される。次いで、繊維状凝固体が、延伸浴槽２１内の温水１２中に供給されて、延伸される。延伸倍率は供給ニップローラ１３と引き取りニップローラ１４との速度比によって決まる。その後、延伸された繊維状凝固体が、乾燥装置４に供給され、糸道２２内で乾燥されて、人造フィブロイン繊維が、巻糸体５として得られる。１８ａ～１８ｇは糸ガイドである。
　凝固液１１としては、脱溶媒できる溶媒であればよく、例えば、メタノール、エタノール及び２－プロパノール等の炭素数１～５の低級アルコール、並びにアセトン等を挙げることができる。凝固液１１は、適宜水を含んでいてもよい。凝固液１１の温度は、０～３０℃であることが好ましい。口金９として、直径０．１～０．６ｍｍのノズルを有するシリンジポンプを使用する場合、押出し速度は１ホール当たり、０．２～６．０ｍｌ／時間が好ましく、１．４～４．０ｍｌ／時間であることがより好ましい。凝固したタンパク質が凝固液１１中を通過する距離（実質的には、糸ガイド１８ａから糸ガイド１８ｂまでの距離）は、脱溶媒が効率的に行える長さがあればよく、例えば、２００～５００ｍｍである。未延伸糸の引き取り速度は、例えば、１～２０ｍ／分であってよく、１～３ｍ／分であることが好ましい。凝固液１１中での滞留時間は、例えば、０．０１～３分であってよく、０．０５～０．１５分であることが好ましい。また、凝固液１１中で延伸（前延伸）をしてもよい。凝固液槽２０は多段設けてもよく、また延伸は必要に応じて、各段、又は特定の段で行ってもよい。
　なお、人造フィブロイン繊維を得る際に実施される延伸は、例えば、上記した凝固液槽２０内で行う前延伸、及び延伸浴槽２１内で行う湿熱延伸の他、乾熱延伸も採用される。
　湿熱延伸は、温水中、温水に有機溶剤等を加えた溶液中、又はスチーム加熱中で行うことができる。温度としては、例えば、５０～９０℃であってよく、７５～８５℃が好ましい。湿熱延伸では、未延伸糸（又は前延伸糸）を、例えば、１～１０倍延伸することができ、２～８倍延伸することが好ましい。
　乾熱延伸は、電気管状炉、乾熱板等を使用して行うことができる。温度としては、例えば、１４０℃～２７０℃であってよく、１６０℃～２３０℃が好ましい。乾熱延伸では、未延伸糸（又は前延伸糸）を、例えば、０．５～８倍延伸することができ、１～４倍延伸することが好ましい。
　湿熱延伸及び乾熱延伸はそれぞれ単独で行ってもよく、またこれらを多段で、又は組み合わせて行ってもよい。すなわち、一段目延伸を湿熱延伸で行い、二段目延伸を乾熱延伸で行う、又は一段目延伸を湿熱延伸行い、二段目延伸を湿熱延伸行い、更に三段目延伸を乾熱延伸で行う等、湿熱延伸及び乾熱延伸を適宜組み合わせて行うことができる。
　最終的な延伸倍率は、その下限値が、未延伸糸（又は前延伸糸）に対して、好ましくは、１倍超、２倍以上、３倍以上、４倍以上、５倍以上、６倍以上、７倍以上、８倍以上、９倍以上のうちのいずれかであり、上限値が、好ましくは４０倍以下、３０倍以下、２０倍以下、１５倍以下、１４倍以下、１３倍以下、１２倍以下、１１倍以下、１０倍以下である。人造フィブロイン繊維が２倍以上の延伸倍率で紡糸された繊維であると、人造フィブロイン繊維を水に接触させて湿潤状態にした際の収縮率は、より高くなる。
＜人造フィブロイン繊維＞
　本実施形態に係る人造フィブロイン繊維は、上述した改変フィブロインを紡糸したものであり、上述した改変フィブロインを主成分として含む。
　本実施形態に係る人造フィブロイン繊維は、下記式で定義される収縮率が２％以上である。これにより、従来知られている合成繊維よりも穏やかな条件下で高い収縮率で収縮することができる。
　収縮率＝｛１－（沸点未満の水に接触させて湿潤状態にした人造フィブロイン繊維の長さ／沸点未満の水に接触させる前の人造フィブロイン繊維の長さ）｝×１００（％）
　本実施形態に係る人造フィブロイン繊維の収縮率は、２．５％以上、３％以上、３．５％以上、４％以上、４．５％以上、５％以上、５．５％以上、又は６％以上であってよい。収縮率の上限は特に限定されないが、８０％以下、６０％以下、４０％以下、２０％以下、１０％以下、７％以下、６％以下、５％以下、４％以下、又は３％以下であってよい。
　本実施形態に係る人造フィブロイン繊維は、ＬＯＩ値が、１８以上であってよく、２０以上であってもよく、２２以上であってもよく、２４以上であってもよく、２６以上であってもよく、２８以上であってもよく、２９以上であってもよく、３０以上であってもよい。
　本実施形態に係る人造フィブロイン繊維は、下記式Ａに従って求められる最高吸湿発熱度が０．０２５℃／ｇ超であってよい。
　式Ａ：最高吸湿発熱度＝｛（試料を、試料温度が平衡に達するまで低湿度環境下に置いた後、高湿度環境下に移したときの試料温度の最高値）－（試料を、試料温度が平衡に達するまで低湿度環境下に置いた後、高湿度環境下に移すときの試料温度）｝（℃）／試料重量（ｇ）
　なお、式Ａ中、低湿度環境は、温度２０℃及び相対湿度４０％の環境を意味し、高湿度環境は、温度２０℃及び相対湿度９０％の環境を意味する。
　本実施形態に係る人造フィブロイン繊維は、最高吸湿発熱度が０．０２６℃／ｇ以上であってもよく、０．０２７℃／ｇ以上であってもよく、０．０２８℃／ｇ以上であってもよく、０．０２９℃／ｇ以上であってもよく、０．０３０℃／ｇ以上であってもよく、０．０３５℃／ｇ以上であってもよく、０．０４０℃／ｇ以上であってもよい。最高吸湿発熱度の上限に特に制限はないが、通常、０．０６０℃／ｇ以下である。
　本実施形態に係る人造フィブロイン繊維は、下記式Ｂに従って求められる保温性指数が０．２０以上であってよい。
　式Ｂ：保温性指数＝保温率（％）／試料の目付け（ｇ／ｍ２）
　本実施形態に係る人造フィブロイン繊維の保温性指数は、０．２２以上であってよく、０．２４以上であってよく、０．２６以上であってよく、０．２８以上であってよく、０．３０以上であってよく、０．３２以上であってよい。保温性指数の上限に特に制限はないが、例えば、０．６０以下、又は０．４０以下であってよい。
＜収縮加工＞
　本発明に係る人造フィブロイン繊維を沸点未満の水と接触させて湿潤状態にすると、人造フィブロイン繊維を収縮させることができる。本明細書において、人造フィブロイン繊維を沸点未満の水と接触させて収縮させることを「収縮加工」と呼ぶ。湿潤状態とは、人造フィブロイン繊維の少なくとも一部が水で濡れた状態を意味する。
　人造フィブロイン繊維に接触させる水の温度は、沸点未満であればよい。これにより、取扱い性及び収縮加工の作業性等が向上する。また、収縮時間を充分に短縮するという観点からは、水の温度の下限値が、１０℃以上であることが好ましく、４０℃以上であることがより好ましく、７０℃以上であることが更に好ましい。水の温度の上限値は９０℃以下であることが好ましい。
　水を人造フィブロイン繊維に接触させる方法は、特に限定されない。当該方法として、例えば、人造フィブロイン繊維を水中に浸漬する方法、人造フィブロイン繊維に対して水を常温で又は加温したスチーム等の状態で噴霧する方法、及び人造フィブロイン繊維を水蒸気が充満した高湿度環境下に暴露する方法等が挙げられる。これらの方法の中でも、収縮時間の短縮化が効果的に図れるとともに、加工設備の簡素化等が実現できることから、人造フィブロイン繊維を水中に浸漬する方法が好ましい。
　収縮加工の際、人造フィブロイン繊維を弛緩させた状態で水に接触させると、人造フィブロイン繊維が、単に収縮するだけでなく、波打つように縮れてしまうことがある。このような縮れの発生を防止するために、例えば、人造フィブロイン繊維を繊維軸方向に緊張させ（引っ張り）ながら沸点未満の水と接触させるなど、人造フィブロイン繊維を弛緩させない状態で水に接触させてもよい。
〔高収縮人造フィブロイン繊維〕
　本発明に係る人造フィブロイン繊維は、高収縮させることが可能なため、例えば、上述した収縮加工により、高収縮人造フィブロイン繊維を得ることができる。
　収縮加工の後に、湿潤状態の高収縮人造フィブロイン繊維を乾燥させてもよい（以下、「乾燥ステップ」ともいう。）。
　乾燥は、例えば、自然乾燥でもよく、乾燥設備を使用して強制的に乾燥させてもよい。乾燥設備としては、接触型又は非接触型の公知の乾燥設備がいずれも使用可能である。また、乾燥温度も、例えば、高収縮人造フィブロイン繊維に含まれるタンパク質が分解したり、高収縮人造フィブロイン繊維が熱的損傷を受けたりする温度よりも低い温度であれば何ら限定されるものではないが、一般には、２０～１５０℃の範囲内の温度であり、５０～１００℃の範囲内の温度であることが好ましい。温度がこの範囲にあることにより、高収縮人造フィブロイン繊維の熱的損傷、又は高収縮人造フィブロイン繊維に含まれるタンパク質の分解が生ずることなく、高収縮人造フィブロイン繊維が、より迅速且つ効率的に乾燥される。乾燥時間は、乾燥温度等に応じて適宜に設定され、例えば、過乾燥による高収縮人造フィブロイン繊維の品質及び物性等への影響が可及的に排除され得る時間等が採用される。
　図７は、人造フィブロイン繊維を収縮加工するための装置の一例を概略的に示す説明図である。図７に示す装置４０は、人造フィブロイン繊維を送り出すフィードローラ４２と、高収縮人造フィブロイン繊維３８を巻き取るワインダー４４と、収縮加工を実施するウォーターバス４６と、乾燥ステップを実施する乾燥機４８と、を有して構成されている。
　より詳細には、フィードローラ４２は、人造フィブロイン繊維３６の巻回物が装着可能とされており、図示しない電動モータ等の回転によって、人造フィブロイン繊維３６の巻回物から人造フィブロイン繊維３６を連続的且つ自動的に送り出し得るようになっている。ワインダー４４は、フィードローラ４２から送り出された後、収縮加工と乾燥ステップを経て収縮された人造フィブロイン繊維３６（高収縮人造フィブロイン繊維３８）を、図示しない電動モータの回転によって連続的且つ自動的に巻き取り得るようになっている。なお、ここでは、フィードローラ４２による人造フィブロイン繊維３６の送出し速度と、ワインダー４４による高収縮人造フィブロイン繊維３８の巻取り速度とが、互いに独立して制御可能とされている。
　ウォーターバス４６と乾燥機４８は、フィードローラ４２とワインダー４４との間に、人造フィブロイン繊維３６の送り方向の上流側と下流側にそれぞれ並んで配置されている。なお、図７に示す装置４０は、フィードローラ４２からワインダー４４に向かって走行する収縮前及び後の人造フィブロイン繊維３６を中継するリレーローラ５０及び５２を有している。
　ウォーターバス４６はヒータ５４を有し、このヒータ５４にて加温された湯４７が、ウォーターバス４６内に収容されている。また、ウォーターバス４６内には、テンションローラ５６が、湯４７中に浸漬された状態で設置されている。これにより、フィードローラ４２から送り出された人造フィブロイン繊維３６が、ウォーターバス４６内を、テンションローラ５６に巻き掛けられた状態で湯４７中に浸漬されつつ、ワインダー４４側に向かって走行するようになっている。なお、人造フィブロイン繊維３６の湯４７中への浸漬時間は、人造フィブロイン繊維３６の走行速度に応じて適宜にコントロールされる。
　乾燥機４８は、一対のホットローラ５８を有している。一対のホットローラ５８は、ウォーターバス４６内から離脱してワインダー４４側に向かって走行する人造フィブロイン繊維３６が巻き掛け可能とされている。これにより、ウォーターバス４６内で湯４７に浸漬された人造フィブロイン繊維３６が、乾燥機４８内で一対のホットローラ５８にて加熱され、乾燥させられた後、ワインダー４４に向かって更に送り出されるようになっている。
　このような構造を有する装置４０を用いて、高収縮人造フィブロイン繊維３８を製造する際には、先ず、例えば、図６に示された紡糸装置１０を用いて紡糸された人造フィブロイン繊維３６の巻回物をフィードローラ４２に装着する。次に、フィードローラ４２から人造フィブロイン繊維３６を連続的に送り出して、ウォーターバス４６内で湯４７に浸漬させる。このとき、例えば、ワインダー４４の巻き取り速度をフィードローラ４２の送り出し速度よりも遅くしておく。これにより、人造フィブロイン繊維３６が、フィードローラ４２とワインダー４４との間で弛緩しないように緊張された状態で、湯４７との接触により収縮するため、縮れの発生を防止することができる。湯４７との接触により人造フィブロイン繊維３６は収縮し、高収縮人造フィブロイン繊維３８が得られる。
　次に、高収縮人造フィブロイン繊維３８を、乾燥機４８の一対のホットローラ５８により加熱する。これにより、高収縮人造フィブロイン繊維３８を乾燥させることができる。このとき、フィードローラ４２の送出し速度とワインダー４４の巻取り速度との比率をコントロールすることで、高収縮人造フィブロイン繊維３８を更に収縮させることもできるし、長さを変化させないこともできる。そして、得られた高収縮人造フィブロイン繊維３８をワインダー４４にて巻き取って、高収縮人造フィブロイン繊維３８の巻回物を得る。
　なお、一対のホットローラ５８に代えて、図８に示されるような乾熱板６４等、単なる熱源のみからなる乾燥設備を用いて人造フィブロイン繊維３８を乾燥させてもよい。この場合にも、フィードローラ４２の送出し速度とワインダー４４の巻取り速度との互いの相対速度を、乾燥設備として一対のホットローラ５８を使用する場合と同様に調節することにより、高収縮人造フィブロイン繊維３８を更に収縮させることもできるし、長さを変化させないこともできる。ここでは、乾燥手段が乾熱板６４にて構成されることとなる。また、乾燥機４８は必須ではない。
　上述のように、装置４０を用いることによって、高収縮人造フィブロイン繊維３８を自動的且つ連続的に、しかも極めて容易に製造することができる。
　図８は、人造フィブロイン繊維を収縮加工するための装置の別の例を概略的に示す説明図である。図８（ａ）は、当該装置に備わる、接触ステップを実施する加工装置を示し、図８（ｂ）は、当該装置に備わる、乾燥ステップを実施する乾燥装置を示す。図８に示される装置は、人造フィブロイン繊維３６に対する接触ステップを実施する加工装置６０と、得られた高収縮人造フィブロイン繊維３８を乾燥させる乾燥装置６２とを有し、それらが互いに独立した構造とされている。
　より具体的には、図８（ａ）に示す加工装置６０は、図７に示された装置４０から乾燥機４８を省略して、フィードローラ４２とウォーターバス４６とワインダー４４とを、人造フィブロイン繊維３６の走行方向の上流から下流側に向かって順に並べて配置してなる構造を有している。このような加工装置６０は、フィードローラ４２から送り出された人造フィブロイン繊維３６を、ウォーターバス４６内の湯４７中に浸漬させて、収縮させるようになっている。そして、収縮により得られた高収縮人造フィブロイン繊維３８をワインダー４４にて巻き取るように構成されている。
　図８（ｂ）に示す乾燥装置６２は、フィードローラ４２及びワインダー４４と、乾熱板６４とを有している。乾熱板６４は、フィードローラ４２とワインダー４４との間に、乾熱面６６が、高収縮人造フィブロイン繊維３８に接触し、且つその走行方向に沿って伸びるように配置されている。この乾燥装置６２では、前述したように、例えば、フィードローラ４２の送出し速度とワインダー４４の巻取り速度との比率をコントロールすることで、高収縮人造フィブロイン繊維３８を更に収縮させることもできるし、長さを変化させないこともできる。
　このような構造を有する装置を用いることによって、人造フィブロイン繊維３６を加工装置６０により収縮させて高収縮人造フィブロイン繊維３８を得た後、乾燥装置６２にて高収縮人造フィブロイン繊維３８を乾燥させることができる。
　なお、図８（ａ）に示された加工装置６０からフィードローラ４２とワインダー４４とを省略して、ウォーターバス４６のみで加工装置を構成してもよい。このような加工装置を有する装置を用いる場合には、例えば、高収縮人造フィブロイン繊維が、いわゆるバッチ式で製造されることとなる。
　以下、実施例等に基づいて本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
〔試験例１：人造フィブロイン繊維の評価〕
（１）改変フィブロイン（人造フィブロイン）の製造
（改変フィブロインをコードする核酸の合成、及び発現ベクターの構築）
　配列番号１８で示されるアミノ酸配列を有する改変フィブロイン（ＰＲＴ３９９）、配列番号１２で示されるアミノ酸配列を有する改変フィブロイン（ＰＲＴ３８０）、配列番号１３で示されるアミノ酸配列を有する改変フィブロイン（ＰＲＴ４１０）、及び配列番号１５で示されるアミノ酸配列を有する改変フィブロイン（ＰＲＴ７９９）を設計した。
　設計した４種類の改変フィブロインをコードする核酸をそれぞれ合成した。当該核酸には、５’末端にＮｄｅＩサイト、終止コドン下流にＥｃｏＲＩサイトを付加した。これら４種類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。
（改変フィブロインの発現）
　得られたｐＥＴ－２２ｂ（＋）発現ベクターで、大腸菌ＢＬＲ（ＤＥ３）を形質転換した。当該形質転換大腸菌を、アンピシリンを含む２ｍＬのＬＢ培地で１５時間培養した。当該培養液を、アンピシリンを含む１００ｍＬのシード培養用培地（表４）にＯＤ６００が０．００５となるように添加した。培養液温度を３０℃に保ち、ＯＤ６００が５になるまでフラスコ培養を行い（約１５時間）、シード培養液を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　当該シード培養液を５００ｍＬの生産培地（表５）を添加したジャーファーメンターにＯＤ６００が０．０５となるように添加した。培養液温度を３７℃に保ち、ｐＨ６．９で一定に制御して培養した。また培養液中の溶存酸素濃度を、溶存酸素飽和濃度の２０％に維持した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　生産培地中のグルコースが完全に消費された直後に、フィード液（グルコース４５５ｇ／１Ｌ、Ｙｅａｓｔ　Ｅｘｔｒａｃｔ　１２０ｇ／１Ｌ）を１ｍＬ／分の速度で添加した。培養液温度を３７℃に保ち、ｐＨ６．９で一定に制御して培養した。培養液中の溶存酸素濃度を、溶存酸素飽和濃度の２０％に維持しながら、２０時間培養を行った。その後、１Ｍのイソプロピル－β－チオガラクトピラノシド（ＩＰＴＧ）を培養液に対して終濃度１ｍＭになるよう添加し、目的とする改変フィブロインを発現誘導させた。ＩＰＴＧ添加後２０時間経過した時点で、培養液を遠心分離し、菌体を回収した。ＩＰＴＧ添加前とＩＰＴＧ添加後の培養液から調製した菌体を用いてＳＤＳ－ＰＡＧＥを行い、ＩＰＴＧ添加に依存した目的とする改変フィブロインのサイズに相当するバンドの出現により、目的とする改変フィブロインの発現を確認した。
（改変フィブロインの精製）
　ＩＰＴＧを添加してから２時間後に回収した菌体を２０ｍＭ　Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ　ｂｕｆｆｅｒ（ｐＨ７．４）で洗浄した。洗浄後の菌体を約１ｍＭのＰＭＳＦを含む２０ｍＭ　Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ７．４）に懸濁させ、高圧ホモジナイザー（ＧＥＡ　Ｎｉｒｏ　Ｓｏａｖｉ社）で細胞を破砕した。破砕した細胞を遠心分離し、沈殿物を得た。得られた沈殿物を、高純度になるまで２０ｍＭ　Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ７．４）で洗浄した。洗浄後の沈殿物を１００ｍｇ／ｍＬの濃度になるように８Ｍ　グアニジン緩衝液（８Ｍ　グアニジン塩酸塩、１０ｍＭ　リン酸二水素ナトリウム、２０ｍＭ　ＮａＣｌ、１ｍＭ　Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ、ｐＨ７．０）で懸濁し、６０℃で３０分間、スターラーで撹拌し、溶解させた。溶解後、透析チューブ（三光純薬株式会社製のセルロースチューブ３６／３２）を用いて水で透析を行った。透析後に得られた白色の凝集タンパク質を遠心分離により回収した。回収した凝集タンパク質から凍結乾燥機で水分を除き、目的とする改変フィブロインの凍結乾燥粉末を得た。
（２）人造フィブロイン繊維の製造
（ドープ液の調製）
　４．０質量％になるようにＬｉＣｌを溶解させたジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）を溶媒として用意し、そこに改変フィブロインの凍結乾燥粉末を、濃度１８質量％又は２４質量％となるよう添加し（表６参照）、シェーカーを使用して３時間溶解させた。その後、不溶物と泡を取り除き、改変フィブロイン溶液を得た。
（紡糸）
　得られた改変フィブロイン溶液をドープ液（紡糸原液）とし、図６に示す紡糸装置１０に準じた紡糸装置を用いた乾湿式紡糸によって、紡糸及び延伸された人造フィブロイン繊維を製造した。用いた紡糸装置は、図６に示す紡糸装置１０において、未延伸糸製造装置２（第１浴）及び湿熱延伸装置３（第３浴）の間に、更に第２の未延伸糸製造装置（第２浴）を備えるものである。乾湿式紡糸の条件は以下のとおりである。
　押出しノズル直径：０．２ｍｍ
　第１浴～第３浴中の液体及び温度：表６参照
　総延伸倍率：表６参照
　乾燥温度：６０℃
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
（３）人造フィブロイン繊維の評価
（収縮性評価）
　製造例１～１９で得た各人造フィブロイン繊維について、収縮率を評価した。すなわち、各人造フィブロイン繊維に対して、沸点未満の水に接触させることからなる収縮加工を施した場合の収縮率を評価した。
　製造例１～１９で得た人造フィブロイン繊維の巻回物から、それぞれ、長さ３０ｃｍの複数本の試験用の人造フィブロイン繊維を切り出した。それら複数本の人造フィブロイン繊維を束ねて、繊度１５０デニールの人造フィブロイン繊維束を得た。各人造フィブロイン繊維束に０．８ｇの鉛錘を取り付け、その状態で各人造フィブロイン繊維束を表７～１０に示す温度の水に１０分間浸漬した（収縮加工）。その後、水中で各人造フィブロイン繊維束の長さを測定した。水中での人造フィブロイン繊維束の長さ測定は、人造フィブロイン繊維束の縮れを無くすために、人造フィブロイン繊維束に０．８ｇの鉛錘を取り付けたまま実施した。次いで、各人造フィブロイン繊維の収縮率（％）を、下記式Ｉに従って算出した。式Ｉ中、Ｌ０は収縮加工を施す前の人造フィブロイン繊維束の長さ（ここでは３０ｃｍ）を示し、Ｌｗは収縮加工を施した人造フィブロイン繊維束の長さを示す。
　式Ｉ：収縮率＝｛１－（Ｌｗ／Ｌ０）｝×１００（％）
　結果を表７～１０に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
　以上の結果から、本発明に係る人造フィブロイン繊維は、充分に高い収縮率を有することが明確に認識される。
〔試験例２：改変フィブロインの難燃性の評価〕
　試験例１と同様にして、改変フィブロイン（ＰＲＴ７９９）の凍結乾燥粉末を得た。ＰＲＴ７９９は、０以下の平均ＨＩを有する親水性改変フィブロインである。
　ＬｉＣｌのＤＭＳＯ溶液（濃度：４．０質量％）に、改変フィブロイン（ＰＲＴ７９９）の凍結乾燥粉末を、濃度２４質量％となるよう添加し、シェーカーを使用して３時間混合することにより、溶解させた。その後、不溶物と泡を取り除き、改変フィブロイン溶液（紡糸原液）を得た。
　紡糸原液を９０℃にて目開き５μｍの金属フィルターで濾過し、次いで３０ｍＬのステンレスシリンジ内で静置し、脱泡させた後に、ニードル径０．２ｍｍのソリッドノズルから１００質量％メタノール凝固浴槽中へ吐出させた。吐出温度は９０℃であった。凝固後、得られた原糸を巻き取り、自然乾燥させて改変フィブロイン繊維（原料繊維）を得た。
　原料繊維を撚り合せた撚糸を使用して、丸編機を使用した丸編みで、編地（太さ：１８０デニール、ゲージ数：１８）を製造した。得られた編地を２０ｇ切り出して、試験片として使用した。
　燃焼性試験を、「消防危５０号（平成７年５月３１日付け）」に記載の「粉粒状又は融点の低い合成樹脂の試験方法」に準拠して行った。試験は、温度２２℃、相対湿度４５％、気圧１０２１ｈＰａの条件下で実施した。測定結果（酸素濃度（％）、燃焼率（％）、及び換算燃焼率（％））を表１１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
　燃焼性試験の結果、改変フィブロイン（ＰＲＴ７９９）繊維で編んだ編地の限界酸素指数（ＬＯＩ）値は２７．２であった。一般にＬＯＩ値が２６以上であれば、難燃性であるとされる。改変フィブロインは、難燃性に優れていることが分かる。
〔試験例３：改変フィブロインの吸湿発熱性の評価〕
　試験例１と同様にして、改変フィブロイン（ＰＲＴ９１８及びＰＲＴ７９９）の凍結乾燥粉末を得た。ＰＲＴ９１８は、配列番号３７で示されるアミノ酸配列を有し、０超の平均ＨＩを有する、疎水性改変フィブロインである。
　ＬｉＣｌのＤＭＳＯ溶液（濃度：４．０質量％）に、改変フィブロイン（ＰＲＴ９１８及びＰＲＴ７９９）の凍結乾燥粉末を、濃度２４質量％となるよう添加し、シェーカーを使用して３時間混合することにより、溶解させた。その後、不溶物と泡を取り除き、改変フィブロイン溶液（紡糸原液）を得た。
　紡糸原液を６０℃にて目開き５μｍの金属フィルターで濾過し、次いで３０ｍＬのステンレスシリンジ内で静置し、脱泡させた後に、ニードル径０．２ｍｍのソリッドノズルから１００質量％メタノール凝固浴槽中へ吐出させた。吐出温度は６０℃であった。凝固後、得られた原糸を巻き取り、自然乾燥させて改変フィブロイン繊維（原料繊維）を得た。
　比較のため、原料繊維として、市販されているウール繊維、コットン繊維、テンセル繊維、レーヨン繊維及びポリエステル繊維を用意した。
　各原料繊維を使用して、横編機を使用した横編みで編地をそれぞれ製造した。ＰＲＴ９１８繊維又はＰＲＴ７９９繊維を使用した編地の太さ及びゲージ数を表１２に示す。その他の原料繊維を使用した編地の太さ及びゲージ数は、カバーファクターが改変フィブロイン繊維の編地のカバーファクターとほぼ同一となるように調整した。具体的には、表１２に示すとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
　１０ｃｍ×１０ｃｍに裁断した編地を２枚合わせにし、四辺を縫い合わせて試験片（試料）とした。試験片を低湿度環境（温度２０±２℃、相対湿度４０±５％）で４時間以上放置した後、高湿度環境（温度２０±２℃、相対湿度９０±５％）に移し、試験片内部中央に取り付けた温度センサーにより３０分間、１分間隔で温度の測定を行った。
　測定結果から、下記式Ａに従って、最高吸湿発熱度を求めた。
　式Ａ：最高吸湿発熱度＝｛（試料を、試料温度が平衡に達するまで低湿度環境下に置いた後、高湿度環境下に移したときの試料温度の最高値）－（試料を、試料温度が平衡に達するまで低湿度環境下に置いた後、高湿度環境下に移すときの試料温度）｝（℃）／試料重量（ｇ）
　図９は、吸湿発熱性試験の結果の一例を示すグラフである。グラフの横軸は、試料を低湿度環境から高湿度環境に移した時点を０とし、高湿度環境での放置時間（分）を示す。グラフの縦軸は、温度センサーで測定した温度（試料温度）を示す。図９に示したグラフ中、Ｍで示した点が、試料温度の最高値に対応している。
　最高吸湿発熱度の算出結果を表１３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
　表１３に示すとおり、改変フィブロイン（ＰＲＴ９１８及びＰＲＴ７９９）繊維は、既存の材料と比べて、最高吸湿発熱度が高く、吸湿発熱性に優れていることが分かる。
〔試験例４：改変フィブロインの保温性の評価〕
　試験例１と同様にして、改変フィブロイン（ＰＲＴ９６６及びＰＲＴ７９９）の凍結乾燥粉末を得た。ＰＲＴ９６６は、配列番号４０で示されるアミノ酸配列を有し、０超の平均ＨＩを有する、疎水性改変フィブロインである。
　ＬｉＣｌのＤＭＳＯ溶液（濃度：４．０質量％）に、改変フィブロイン（ＰＲＴ９６６及びＰＲＴ７９９）の凍結乾燥粉末を、濃度２４質量％となるよう添加し、シェーカーを使用して３時間混合することにより、溶解させた。その後、不溶物と泡を取り除き、改変フィブロイン溶液（紡糸原液）を得た。
　紡糸原液を６０℃にて目開き５μｍの金属フィルターで濾過し、次いで３０ｍＬのステンレスシリンジ内で静置し、脱泡させた後に、ニードル径０．２ｍｍのソリッドノズルから１００質量％メタノール凝固浴槽中へ吐出させた。吐出温度は６０℃であった。凝固後、得られた原糸を巻き取り、自然乾燥させて改変フィブロイン繊維（原料繊維）を得た。
　比較のため、原料繊維として、市販されているウール繊維、シルク繊維、綿繊維、レーヨン繊維及びポリエステル繊維を用意した。
　各原料繊維を使用して、横編機を使用した横編みで編地をそれぞれ製造した。ＰＲＴ９６６繊維及びＰＲＴ７９９繊維を使用した編地の、番手、撚り本数、ゲージ数、及び目付けを表１４に示す。その他の原料繊維を使用した編地の太さ及びゲージ数は、カバーファクターが改変フィブロイン繊維の編地のカバーファクターとほぼ同一となるように調整した。具体的には、表１４に示すとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
　保温性を、カトーテック株式会社製のＫＥＳ－Ｆ７サーモラボＩＩ試験機を使用し、ドライコンタクト法を用いて評価した。ドライコンタクト法とは、皮膚と衣服が乾燥状態で直接触れたときを想定した方法である。２０ｃｍ×２０ｃｍの矩形に裁断した編地１枚を試験片（試料）として使用した。試験片を、一定温度（３０℃）に設定した熱板にセットし、風洞内風速３０ｃｍ／秒の条件で、試験片を介して放散された熱量（ａ）を求めた。試験片をセットしない状態で、上記同様の条件で放散された熱量（ｂ）を求め、下記の式に従い保温率（％）を算出した。
保温率（％）＝（１－ａ／ｂ）×１００
　測定結果から、下記式Ｂに従って、保温性指数を求めた。
　式Ｂ：保温性指数＝保温率（％）／試料の目付け（ｇ／ｍ２）
　保温性指数の算出結果を表１５に示す。保温性指数が高いほど、保温性に優れる材料と評価することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
　表１５に示すとおり、改変フィブロイン（ＰＲＴ９６６及びＰＲＴ７９９）繊維は、既存の材料と比べて、保温性指数が高く、保温性に優れていることが分かる。
　１…押出し装置、２…未延伸糸製造装置、３…湿熱延伸装置、４…乾燥装置、６…ドープ液、１０…紡糸装置、２０…凝固液槽、２１…延伸浴槽、３６…人造フィブロイン繊維、３８…高収縮人造フィブロイン繊維、４０…装置、４２…フィードローラ、４４…ワインダー、４６…ウォーターバス、４８…乾燥機、５４…ヒータ、５６…テンションローラ、５８…ホットローラ、６０…加工装置、６２…乾燥装置、６４…乾熱板。

Claims (10)

  1. 　改変フィブロインを含み、かつ下記式で定義される収縮率が２％以上である、人造フィブロイン繊維。
    　収縮率＝｛１－（沸点未満の水に接触させて湿潤状態にした人造フィブロイン繊維の長さ／沸点未満の水に接触させる前の人造フィブロイン繊維の長さ）｝×１００（％）
  2. 　前記改変フィブロインが、改変クモ糸フィブロインである、請求項１に記載の人造フィブロイン繊維。
  3. 　前記水の温度が、１０～９０℃である、請求項１又は２に記載の人造フィブロイン繊維。
  4. 　前記収縮率が７％以下である、請求項１～３のいずれか一項に記載の人造フィブロイン繊維。
  5. 　前記改変フィブロインが、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含み、
    　前記ドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、少なくとも１又は複数の（Ａ）ｎモチーフが欠失したことに相当する、（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、
    請求項１～４のいずれか一項に記載の人造フィブロイン繊維。
    ［式１中、（Ａ）ｎモチーフは２～２７アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示し、かつ（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が８３％以上である。ＲＥＰは１０～２００アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示す。ｍは２～３００の整数を示す。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。］
  6. 　前記改変フィブロインが、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含み、
    　前記ドメイン配列が、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、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、
    請求項１～４のいずれか一項に記載の人造フィブロイン繊維。
    ［式１中、（Ａ）ｎモチーフは２～２７アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示し、かつ（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が８３％以上である。ＲＥＰは１０～２００アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示す。ｍは２～３００の整数を示す。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。］
  7. 　前記改変フィブロインが、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含み、
    　前記ドメイン配列が、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、
    請求項１～４のいずれか一項に記載の人造フィブロイン繊維。
    ［式１中、（Ａ）ｎモチーフは２～２７アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示し、かつ（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が８３％以上である。ＲＥＰは１０～２００アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示す。ｍは２～３００の整数を示す。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。］
  8. 　前記改変フィブロインが、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み、
    　前記ドメイン配列が、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、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、
    請求項１～４のいずれか一項に記載の人造フィブロイン繊維。
    ［式１及び式２中、（Ａ）ｎモチーフは２～２７アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示し、かつ（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が８０％以上である。ＲＥＰは１０～２００アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示す。ｍは２～３００の整数を示す。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。］
  9. 　前記改変フィブロインが、２６．０以上の限界酸素指数（ＬＯＩ）値を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の人造フィブロイン繊維。
  10. 　前記改変フィブロインの下記式Ａに従って求められる最高吸湿発熱度が０．０２５℃／ｇ超である、請求項１～４のいずれか一項に記載の人造フィブロイン繊維。
    　式Ａ：最高吸湿発熱度＝｛（試料を、試料温度が平衡に達するまで低湿度環境下に置いた後、高湿度環境下に移したときの試料温度の最高値）－（試料を、試料温度が平衡に達するまで低湿度環境下に置いた後、高湿度環境下に移すときの試料温度）｝（℃）／試料重量（ｇ）
    ［式Ａ中、低湿度環境は、温度２０℃及び相対湿度４０％の環境を意味し、高湿度環境は、温度２０℃及び相対湿度９０％の環境を意味する。］
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