WO2020067574A1 - タンパク質繊維の製造方法 - Google Patents

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WO2020067574A1
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protein
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佑之介 安部
広忠 安藤
浩一 小鷹
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Ｓｐｉｂｅｒ株式会社
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    • D10B2211/04—Silk

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a protein fiber.
  • a protein solution in which a protein is dissolved in a solvent is used as a spinning solution (dope solution), the spinning solution is extruded from a nozzle into a coagulating solution, and the solvent is removed from the spinning solution.
  • a protein fiber is obtained by separating and forming fibers to form an undrawn yarn (for example, see Patent Literature 1, Patent Literature 2, Non-Patent Literature 1, and Non-Patent Literature 2).
  • Non-Patent Document 1 a method in which a regenerated silk protein (regenerated silk fibroin) is dissolved in formic acid and introduced into a coagulation solution of lower alcohol or acetone to form a regenerated silk fibroin fiber (Non-Patent Document 1), and an amino acid derived from Map1 of Nephila laclavipes A method has been reported in which a spider silk fibroin having a sequence is dissolved in hexafluoroisopropanol (HFIP) and introduced into a coagulation solution of methanol to form a spider silk fibroin fiber (Non-Patent Document 2).
  • HFIP hexafluoroisopropanol
  • protein fibers are produced by wet spinning and dry-wet spinning using high molecular weight structural proteins, which are materials having high utility value in the future, such as silk fibroin, spider silk fibroin, and keratin
  • protein fibers are used.
  • the coagulation liquid for forming is very limited.
  • lower alcohols such as methanol, ethanol and 2-propanol, and ketones such as acetone are relatively inexpensive and have a fiber-forming ability, and thus are widely used as coagulating liquids for structural proteins.
  • the present invention has been made in view of the above problems of the related art, and has as its object to provide a method for producing a protein fiber using a coagulation solution containing water or an aqueous solution.
  • the present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned problems of the conventional technology. As a result, they have found that protein fibers can be produced by combining a spinning solution containing a protein and an organic solvent with a coagulation solution containing water or an aqueous solution having a pH of 0.25 to pH 10.00.
  • the present invention relates to, for example, the following inventions.
  • aqueous acid solution is a carboxylic acid aqueous solution.
  • the content of the salt in the coagulation liquid is 0.1% by mass or more based on the total amount of the coagulation liquid.
  • the salt includes at least one selected from the group consisting of a carboxylate and an inorganic salt.
  • the inorganic salt includes at least one selected from the group consisting of sulfate, chloride, nitrate, iodide, carbonate, hydrogensulfate, hydrogenphosphate, hydrogencarbonate and thiocyanate, [ 6].
  • the inorganic salt includes at least one selected from the group consisting of sulfates, chlorides, hydrogen phosphates, and hydrogen carbonates.
  • the chloride contains at least one selected from the group consisting of sodium chloride, calcium chloride, ammonium chloride, potassium chloride, lithium chloride, magnesium chloride, and guanidium chloride. .
  • the sulfate contains at least one selected from the group consisting of ammonium sulfate, potassium sulfate, sodium sulfate, lithium sulfate, magnesium sulfate, and calcium sulfate.
  • the aqueous salt solution contains at least one selected from the group consisting of an aqueous sodium sulfate solution, an aqueous sodium chloride solution, brackish water and seawater.
  • the content of the organic solvent dissolved in the coagulation solution from the spinning stock solution in contact with the coagulation solution is 40 mass%, where the total content of the salt aqueous solution and the organic solvent dissolved in the coagulation solution in the coagulation solution is 100% by mass. %, The method according to any one of [3] to [11]. [13] The method according to any one of [1] to [12], wherein the average hydrophobicity index of the protein is more than -1.3.
  • Method. [15] The method according to any one of [1] to [14], wherein the protein is a keratin protein or a spider silk protein.
  • [16] The method according to any one of [1] to [15], wherein the protein is a spider silk protein.
  • a method for producing a protein fiber using a coagulation solution containing water or an aqueous solution can be provided.
  • a coagulating liquid containing water or an aqueous solution it is possible to reduce the risk of explosion and fire, the manufacturing cost, and the environmental load.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a spider fibroin domain sequence.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a spider fibroin domain sequence.
  • BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a spider fibroin domain sequence. It is explanatory drawing which shows an example of the spinning apparatus for manufacturing protein fibers schematically. It is a graph which shows an example of the result of a moisture absorption exothermic test.
  • the method for producing a protein fiber of the present embodiment includes a step of bringing a spinning dope containing a protein and an organic solvent into contact with a coagulation liquid to coagulate the protein.
  • the content of the protein in the spinning dope is more than 10% by mass based on the whole spinning dope.
  • the coagulating liquid contains water or an aqueous solution having a pH of not less than 0.25 and not more than 10.00.
  • the method for producing the protein fiber of the present embodiment can be performed according to a known spinning method such as wet spinning and dry-wet spinning.
  • the spinning dope according to the present embodiment contains a protein and an organic solvent.
  • the protein fiber produced according to the production method of the present embodiment contains protein as a main component.
  • the protein contained in the spinning solution of the present embodiment is an artificially produced protein (artificial protein), not a natural protein or a purified protein thereof.
  • the method for artificially producing a protein is not particularly limited, and may be one produced by a microorganism or the like by genetic recombination technology or one produced by synthesis.
  • the protein may be, for example, a structural protein or an artificial structural protein derived from the structural protein.
  • a structural protein refers to a protein that forms or retains a structure, form, and the like in a living body.
  • spider silk proteins such as spider silk fibroin
  • silk proteins such as spider silk fibroin
  • collagen proteins such as resilin proteins
  • elastin proteins such as keratin proteins
  • the spider silk protein of the present embodiment includes a naturally derived spider silk protein and a modified spider silk protein (hereinafter, also referred to as “modified fibroin”).
  • modified spider silk protein means a spider silk protein having the same amino acid sequence as a naturally derived spider silk protein (such as spider silk fibroin), and is referred to as “modified spider silk protein” or “modified spider silk protein”.
  • “Fibroin” means a spider silk protein having an amino acid sequence different from that of a naturally occurring spider silk protein.
  • spider silk proteins derived from nature include spider fibroin produced by spiders, such as large spinal canal thread protein, weft thread protein, and small bottle gland protein. Since the large spinneret thread has a repeating region including a crystalline region and an amorphous region (also referred to as an amorphous region), it has both high stress and elasticity.
  • the weft of spider silk has a feature that it does not have a crystalline region but has a repeating region composed of an amorphous region. The weft has a lower stress than the large spinneret and has a high elasticity.
  • the large spinal cord marker thread protein is produced by the large ampullate gland of spiders, and has the characteristic of excellent toughness.
  • Examples of the large spinal cord marker thread protein include the large ampullate spidroins MaSp1 and MaSp2 derived from the American spider (Nephila laclavipes), and ADF3 and ADF4 derived from Araneus diadematus.
  • ADF3 is one of the two major bookmarker thread proteins of the Japanese spider.
  • the spider silk protein may be a spider silk protein derived from these bookmarker silk proteins.
  • the spider silk protein derived from ADF3 is relatively easy to synthesize and has excellent properties in terms of strength and elongation and toughness.
  • weft protein is produced in the flagellar gland of spiders.
  • a flagellated silk protein (flagelliform @ silk @ protein) derived from the American spider (Nephila @ clavipes) can be mentioned.
  • spider fibroins produced by the spiders include, for example, spiders belonging to the genus Araneus (genus Araneus) such as the spider spider, the squid spider, the red spider, the green spider, and the beetle spider, such as the spider, the skull spider, the house spider, and the red-backed spider, etc.
  • genus Araneus genus Araneus
  • the spider spider the squid spider
  • the red spider the green spider
  • beetle spider such as the spider, the skull spider, the house spider, and the red-backed spider, etc.
  • Spiders belonging to the genus such as the arachnus spiders, spiders belonging to the genus Cyrtarachne, such as the spiders belonging to the genus Cyrrachachne, such as Trinofundama and Otorinofundamashi, and Spiders belonging to the genus Gasteracantha such as Cambodia spiders, the spiders belonging to the genus Gasteracantha, the spiders belonging to the genus Ordgarius such as the spider spiders A.
  • Spiders belonging to the genus Argiope such as Argiope bruennichi and Argiope bruennichi, spiders belonging to the genus Arachnura (genus Arachnura) such as the arachnid spider, spiders such as the spiders belonging to the genus Acusilas and the spiders of the spider spiders belonging to the genus Acusilas such as the spider Spiders belonging to the genus Cytophora, spiders belonging to the spider spider belonging to the genus Cytophora (genus Poltys), spiders belonging to the genus Spiders belonging to the genus Spiders belonging to the genus Poltys, spiders belonging to the genus Spiders, spiders belonging to the spider, spiders belonging to the genus Cyclos sp.
  • Argiope Argiope
  • genus Arachnura genus Arachnura
  • spiders belonging to the genus Acusilas such as the arachnid
  • Spider silk proteins produced by spiders belonging to the genus Chorizopes, and spider silk spiders, Asagata spiders, Harabiroashida spiders, and urocore spiders The spiders belonging to the genus Tetragnatha (genus Tetragnatha), the spiders belonging to the genus Tetragnatha, the spiders belonging to the genus Leucauge, the spiders belonging to the genus Leucauge, and the genus E belonging to the spiders sp.
  • the spiders belonging to the genus L such as spiders belonging to the spiders belonging to the genus Menosira, such as the spider spider, the spiders belonging to the genus Dyschiriognatha, such as the spiders belonging to the genus Menosira, the spiders belonging to the spiders belonging to the spiders spiders belonging to the spiders, the black widow spider, the red widow spider, and the black spiders And spiders belonging to the genus Euprostenops (Tetragnathidae), such as spiders belonging to the genus Euprostenops Spider silk proteins produced by spiders.
  • spider silk proteins produced by spiders include, for example, fibroin-3 (adf-3) [derived from Araneus diadematus] (GenBank accession number 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 spidroin 1 [derived from amino acid sequence of Nephila claviBAC04A4 and derived from amino acid sequence of ph ), U37520 (base sequence)), major ⁇ ampullate ⁇ spidro n 1 [Derived from Latrodictus hesperus] (GenBank accession number ABR68856 (amino acid sequence), EF595246 (base sequence)), dragline silk protein spidroin 2 [Derived from Nephila clavata (GenBank accession number
  • CAJ00428 amino acid sequence
  • AJ97155 base sequence
  • major ⁇ sample ⁇ spidroin ⁇ 2 [Euprosus] ] GenBank Accession No. CAM32249.1 (amino acid sequence), AM490169 (base sequence)
  • minor ⁇ silk ⁇ protein ⁇ 1 [Nephila ⁇ clavipes] GenBank Accession No. AAC14589.1 (amino acid sequence)
  • minor ⁇ ampilatte [in] Nephila clavipes] GenBank Accession No. AAC14591.1 (amino acid sequence)
  • minor ampoulate spidroin-like protein [Nephilengys Cruenata] GenBank Accession No. ABR3727.1.
  • the spider silk protein of the present embodiment is, for example, a domain represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m- (A) n motif It may be a protein containing a sequence.
  • an amino acid sequence (N-terminal sequence and C-terminal sequence) may be further added to 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, but not limited to, typically a region having no repeat of the amino acid motif characteristic of fibroin, and are composed of about 100 amino acids.
  • domain sequence refers to a crystalline region unique to fibroin (typically, corresponding to the (A) n motif of the amino acid sequence) and an amorphous region (typically, the REP of the amino acid sequence).
  • the amino acid represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m- (A) n motif Means an array.
  • the (A) n motif indicates an amino acid sequence mainly containing an alanine residue, and has 2 to 27 amino acid residues.
  • the number of amino acid residues in the n motif may be 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 n motif may be 40% or more, and is 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 of only alanine residues).
  • At least seven of the (A) n motifs present in the domain sequence may be composed of only alanine residues.
  • REP indicates an amino acid sequence composed of 2 to 200 amino acid residues.
  • the 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 The amino acid sequence may be composed of 10 to 180 amino acid residues.
  • m represents an integer of 2 to 300, and 8 to 300, 10 to 300, 10 to 300, 20 to 300, 40 to 300, 60 to 300, 80 to 300, 10 to 200, 20 to 200, 20 to 180, It may be an integer of 20 to 160, 20 to 140 or 20 to 120.
  • the plurality of (A) n motifs may have the same amino acid sequence or different amino acid sequences.
  • a plurality of REPs may have the same amino acid sequence or different amino acid sequences.
  • Modified spider silk proteins are, for example, those obtained by modifying the amino acid sequence of a naturally occurring spider fibroin (for example, modifying the gene sequence of a cloned naturally occurring spider fibroin). Or an artificially designed and synthesized spider fibroin irrespective of its natural origin (for example, by chemically synthesizing a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence). Having the amino acid sequence of In the present embodiment, a modified spider silk fibroin is preferably used as the modified fibroin because it is excellent in heat retention, moisture absorption and heat generation and / or flame retardancy.
  • the modified fibroin is, for example, a gene sequence of a cloned naturally occurring arachnid fibroin, for example, a modification of an amino acid sequence corresponding to substitution, deletion, insertion and / or addition of one or more amino acid residues. It can be obtained by doing. Substitution, deletion, insertion and / or addition of amino acid residues can be performed by methods well known to those skilled in the art, such as partial specific mutagenesis. Specifically, Nucleic Acid Res. 10, 6487 (1982) and Methods ⁇ in ⁇ Enzymology, 100, 448 (1983).
  • modified fibroin examples include modified fibroin (first modified fibroin) derived from a large spinal canal thread protein produced in a large ampullate gland of a spider, and modified fibroin having a reduced content of glycine residues.
  • second modified fibroin modified fibroin
  • modified fibroin content of n motifs has been reduced
  • third modified fibroin modified fibroin
  • the content of glycine residues and the content of (a) n motifs has been reduced
  • Modified fibroin fourth modified fibroin
  • modified fibroin having a domain sequence locally including a region with a large hydrophobicity index fifth modified fibroin
  • domain sequence having a reduced glutamine residue content Modified fibroin (sixth modified fibroin).
  • the modified fibroin (first modified fibroin) derived from the large spinal cord marker thread protein produced in the large ampullate of the spider includes a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m And proteins containing
  • n is preferably an integer of 3 to 20, more preferably an integer of 4 to 20, still more preferably an integer of 8 to 20, even more preferably an integer of 10 to 20.
  • An integer of ⁇ 16 is still more preferred, an integer of 8 ⁇ 16 is particularly preferred, and an integer of 10 ⁇ 16 is most preferred.
  • the number of amino acid residues constituting REP in Formula 1 is preferably 10 to 200 residues, more preferably 10 to 150 residues, and more preferably 20 to 100 residues. Is even more preferable, and even more preferably 20 to 75 residues.
  • the first modified fibroin has the total number of glycine, serine and alanine residues contained in the amino acid sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m 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 a unit of the amino acid sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m , and has a C-terminal sequence represented by any of SEQ ID NOS: 1 to 3,
  • the protein may be an amino acid sequence having 90% or more homology with the amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 1 to 3.
  • the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 is the same as 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 amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 is identical to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 by removing 20 residues, and the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 is obtained by removing 29 residues from the C-terminal of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1. It is identical to the amino acid sequence.
  • the first modified fibroin (1-i) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 or (1-ii) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 having 90% or more sequence identity Modified fibroin containing an amino acid sequence having the same.
  • the sequence identity is preferably 95% or more.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 is the same as the amino acid sequence of ADF3 in which an amino acid sequence (SEQ ID NO: 5) comprising an initiation codon, a His10 tag, and an HRV3C protease (Human ⁇ rhinovirus @ 3C protease) recognition site at the N-terminus is added.
  • the 13th repeat region was increased so as to be approximately doubled, and the mutation was mutated so that translation was terminated at the 1154th amino acid residue.
  • the amino acid sequence at the C-terminus of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 is the same as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3.
  • the modified fibroin of (1-i) may have an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4.
  • a modified fibroin having a reduced glycine residue content (a second modified fibroin) has an amino acid sequence whose domain sequence has a reduced glycine residue content as compared with a naturally occurring spider fibroin.
  • the second modified fibroin has an amino acid sequence corresponding to at least one or more glycine residues in the REP has been replaced with another amino acid residue, as compared to a naturally occurring spider fibroin. Can be.
  • the second modified fibroin has GGX and GPGXX in REP (where G is a glycine residue, P is a proline residue, and X is an amino acid other than glycine) in comparison with the naturally occurring spider fibroin.
  • At least one motif sequence selected from the group consisting of at least one glycine residue in the motif sequence and another amino acid residue. It may be.
  • the ratio of the motif sequence in which the glycine residue is replaced with another amino acid residue may be 10% or more of the entire motif sequence.
  • the second modified fibroin comprises a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m , and from the (A) n motif located at the most C-terminal side to the domain sequence
  • the total number of amino acid residues in the amino acid sequence consisting of XGX (where X represents an amino acid residue other than glycine) contained in all REPs in the sequence excluding the sequence up to the C-terminus is represented by z, From, when the total number of amino acid residues in the sequence excluding the sequence from the (A) n motif located at the most C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence is defined as w, z / w is 30% or more; It may have an amino acid sequence of 40% or more, 50% or more, or 50.9% 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 more preferably 95% or more. More preferably, it is even more preferably 100% (meaning that it is composed of only alanine residues).
  • the second modified fibroin is preferably one in which the content 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, further preferably 10% or less, and 6% or less. %, Still more preferably 4% or less, further preferably 2% or less.
  • the content ratio of the amino acid sequence consisting of GGX in the domain sequence can be calculated by the same method as the method for calculating the content ratio (z / w) of the amino acid sequence consisting of XGGX below.
  • arachnid fibroin modified fibroin or a naturally occurring arachnid fibroin containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m, it is located at the most C-terminal side from the domain sequence.
  • A The amino acid sequence consisting of XGX is extracted from all REPs contained in the sequence except for the sequence from the n 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, still more preferably 58.7% or more, and 70% or more. Is still more preferred, and even more preferably 80% or more.
  • the upper limit of z / w is not particularly limited, but may be, for example, 95% or less.
  • the second modified fibroin is modified, for example, by replacing at least a part of the nucleotide sequence encoding a glycine residue from the cloned naturally occurring spider fibroin gene sequence to encode another amino acid residue. Can be obtained.
  • a GGX motif and one glycine residue in the GPGXX motif may be selected, or the glycine residue may be substituted so that z / w becomes 50.9% or more.
  • the amino acid sequence can be obtained by designing an amino acid sequence satisfying the above aspect from the amino acid sequence of a naturally occurring spider fibroin, and chemically synthesizing a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence.
  • amino acid sequence corresponding to the deletion, 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 includes a valine (V) residue, a leucine (L) residue, an isoleucine (I) residue, and a methionine ( M) residue, hydrophobic amino acid residue such as proline (P) residue, phenylalanine (F) residue and tryptophan (W) residue, glutamine (Q) residue, asparagine (N) residue, serine (S ) Residues, lysine (K) residues and hydrophilic amino acid residues such as glutamic acid (E) residues, and valine (V) residues, leucine (L) residues, isoleucine (I) residues and glutamine ( Q) residues are more preferred, and glutamine (Q) residues are even more preferred.
  • the second modified fibroin (2-i) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, or SEQ ID NO: 9, or (2-ii) SEQ ID NO: 6, Modified fibroin including an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9 can be mentioned.
  • the modified fibroin (2-i) will be described.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6 is obtained by substituting all GGXs in the REP of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 10 corresponding to naturally occurring spider fibroin with GQX.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 is obtained by deleting every two (A) n motifs from the N-terminal side to the C-terminal side from the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6, and further before the C-terminal sequence. In which one [(A) n motif-REP] was inserted.
  • 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 further has a partial glutamine (Q) residue. It has been replaced with a serine (S) residue, and some of the N-terminal amino acids have been deleted so that the molecular weight becomes almost the same as that of SEQ ID NO: 7.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9 has a region of 20 domain sequences existing in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11 (however, several amino acid residues on the C-terminal side of the region are substituted). Is a sequence obtained by adding a His tag to the C-terminal of a sequence obtained by repeating the above four times.
  • the z / w value in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 10 (corresponding to naturally occurring spider fibroin) is 46.8%.
  • the values of z / w in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6, the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7, the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8, and the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9 are 58.7%, respectively. 70.1%, 66.1% and 70.0%.
  • the value of x / y at the jagged ratio (described later) of 1: 1.8 to 11.3 of the amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, and SEQ ID NO: 9 is as follows: They are 15.0%, 15.0%, 93.4%, 92.7% and 89.3%, respectively.
  • the modified fibroin of (2-i) may have an 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) contains 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 contains XGX ( Where X represents an amino acid residue other than glycine.)
  • z is the total number of amino acid residues in the amino acid sequence consisting of Is preferably 50.9% or more.
  • the second modified fibroin may include a tag sequence at one or both of the N-terminus and the C-terminus. As a result, the modified fibroin can be isolated, immobilized, detected, visualized, and the like.
  • the tag sequence examples include an affinity tag utilizing specific affinity (binding property, affinity) with another molecule.
  • affinity tag is a histidine tag (His tag).
  • His tag is a short peptide in which about 4 to 10 histidine residues are arranged, and has a property of specifically binding to a metal ion such as nickel. Therefore, isolation of a modified fibroin by metal chelation chromatography (chelating @ metal @ chromatography).
  • SEQ ID NO: 12 amino acid sequence including a His tag sequence and a hinge sequence.
  • tag sequences such as glutathione-S-transferase (GST), which specifically binds to glutathione, and maltose binding protein (MBP), which specifically binds to maltose, can be used.
  • GST glutathione-S-transferase
  • MBP maltose binding protein
  • an “epitope tag” utilizing an antigen-antibody reaction can be used.
  • a peptide (epitope) showing antigenicity as a tag sequence an antibody against the epitope can be bound.
  • the epitope tag include an HA (peptide sequence of hemagglutinin of influenza virus) tag, myc tag, and FLAG tag.
  • a tag sequence that can be cleaved by a specific protease can be used.
  • protease treatment By subjecting the protein adsorbed via the tag sequence to protease treatment, the modified fibroin from which the tag sequence has been separated can also be recovered.
  • the second modified fibroin containing a tag sequence (2-iii) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15, or (2-iv) Modified fibroin including an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14, or SEQ ID NO: 15 can be mentioned.
  • amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 16, SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14, and SEQ ID NO: 15 are SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, respectively.
  • an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12 (including a His tag sequence and a hinge sequence) added to the N-terminus of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9.
  • the modified fibroin of (2-iii) may have an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14, or SEQ ID NO: 15.
  • the modified fibroin of (2-iv) includes an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14, or SEQ ID NO: 15.
  • the modified fibroin of (2-iv) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m .
  • the sequence identity is preferably 95% or more.
  • the modified fibroin (2-iv) has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14, or SEQ ID NO: 15, and contains XGX (where X represents an amino acid residue other than glycine.)
  • z is the total number of amino acid residues in the amino acid sequence consisting of Is preferably 50.9% or more.
  • the second modified fibroin may include a secretion signal for releasing a 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 the host.
  • the modified fibroin (the third modified fibroin) in which the content of the (A) n motif is reduced has a domain sequence in which the content of the (A) n motif is reduced as compared to the naturally occurring spider fibroin. Having an amino acid sequence of 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 a plurality of (A) n motifs as compared with the naturally occurring spider fibroin.
  • the third modified fibroin may have an amino acid sequence corresponding to 10 to 40% of the (A) n motif deleted from naturally occurring spider fibroin.
  • the third modified fibroin has a domain sequence whose amino acid sequence is at least 1 to 3 (A) n motifs from the N-terminus to the C-terminus compared to the naturally occurring spider fibroin. It may have an amino acid sequence corresponding to the deletion of the n motif.
  • the third modified fibroin has a domain sequence deletion of at least two consecutive (A) n motifs from the N-terminal side to the C-terminal side as compared with the naturally occurring spider fibroin, 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 a domain sequence having an amino acid sequence corresponding to the deletion of the (A) n motif at least every third sequence from the N-terminal side to the C-terminal side. .
  • the third modified fibroin comprises a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m , and two adjacent [(A) n motifs from the N-terminal side to the C-terminal side] -REP]
  • the number of amino acid residues of REP in the unit is sequentially compared, and when the number of amino acid residues of REP having a small number of amino acid residues is set to 1, the ratio of the number of amino acid residues of the other REP is 1.8 to When the maximum value of the sum of the number of amino acid residues of two adjacent [(A) n motif-REP] units that is 11.3 is x, and the total number of amino acid residues in the domain sequence is y In addition, 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 more preferably 95% or more. More preferably, it is even more preferably 100% (meaning that it is composed of only alanine residues).
  • FIG. 1 shows a domain sequence obtained by removing the N-terminal sequence and the C-terminal sequence from spider fibroin. From the N-terminal side (left side), the domain sequence is (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 an n motif.
  • FIG. 1 shows pattern 1 (comparison of the first REP and the second REP, and comparison of the third REP with the fourth REP), pattern 2 (comparison of the first REP and the second REP, and Pattern 4 (comparison of the second REP with the third REP, and comparison of the fourth REP with the fifth REP), pattern 4 (the comparison of the fourth REP with the fifth REP), and pattern 4 (the first REP with the fifth REP). Second REP comparison). Note that there are other selection methods.
  • the number of amino acid residues of each REP in two selected adjacent [(A) n motif-REP] units is compared.
  • each pattern the total number of amino acid residues of two adjacent [(A) n motif-REP] units shown by a solid line is added (not only the REP but also the number of amino acid residues of the (A) n motif. is there.). Then, the sum total is compared, and the total value (maximum value of the total values) of the patterns having the maximum total value is 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 in the domain sequence.
  • x / y is preferably at least 50%, more preferably at least 60%, further preferably at least 65%, and even more preferably at least 70%. Preferably, it is still more preferably at least 75%, particularly preferably at least 80%.
  • the upper limit of x / y is not particularly limited, and may be, for example, 100% or less. When the indentation ratio is 1: 1.9 to 11.3, x / y is preferably 89.6% or more, and when the indentation ratio is 1: 1.8 to 3.4, x / y is x / y.
  • / Y is preferably at least 77.1%, and when the jagged ratio is 1: 1.9 to 8.4, x / y is preferably at least 75.9%, and the jagged ratio is 1 In the case of 1.9 to 4.1, x / y is preferably at least 64.2%.
  • x / y should be 46.4% or more. Is preferably 50% or more, more preferably 55% or more, still more preferably 60% or more, even more preferably 70% or more, and even more preferably 80% or more. It is particularly preferred that there is.
  • the upper limit of x / y is not particularly limited, and may be 100% or less.
  • the third modified fibroin lacks one or more of the sequences encoding the (A) n motif so that x / y is 64.2% or more from the gene sequence of the cloned naturally occurring arachnid fibroin. Can be obtained by losing it.
  • an amino acid sequence corresponding to 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 spider fibroin.
  • it can be obtained by chemically synthesizing a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence.
  • one or more amino acid residues are further substituted, deleted, inserted and / or substituted.
  • the amino acid sequence corresponding to the addition may be modified.
  • the third modified fibroin (3-i) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9, or (3-ii) SEQ ID NO: 18, Modified fibroin including an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9 can be mentioned.
  • the modified fibroin (3-i) will be described.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 18 is different from the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 10 corresponding to naturally occurring spider fibroin in that every two (A) n motifs are deleted from the N-terminal side to the C-terminal side. And one [(A) n motif-REP] was inserted in front of the C-terminal sequence.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 is obtained by substituting all GGXs in the REP of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 18 with GQX.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8 has two alanine residues inserted at the C-terminal side of each (A) n motif of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7, and further has a partial glutamine (Q) residue. It has been replaced with a serine (S) residue, and some of the N-terminal amino acids have been deleted so that the molecular weight becomes almost the same as that of SEQ ID NO: 7.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9 has a region of 20 domain sequences existing in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11 (however, several amino acid residues on the C-terminal side of the region are substituted). Is a sequence obtained by adding a His tag to the C-terminal of a sequence obtained by repeating the above four times.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 10 (corresponding to naturally occurring arachnid fibroin) has an x / y value of 15.0% at a giza ratio of 1: 1.8 to 11.3.
  • the value of x / y in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 18 and the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 is 93.4%.
  • the value of x / y in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8 is 92.7%.
  • the value of x / y in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9 is 89.3%.
  • the values of z / w in the amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, and SEQ ID NO: 9 are 46.8%, 56.2%, 70.1%, 66. 1% and 70.0%.
  • the modified fibroin of (3-i) may have an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, or SEQ ID NO: 9.
  • the modified fibroin of (3-ii) contains an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, or SEQ ID NO: 9.
  • the modified fibroin of (3-ii) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m .
  • the sequence identity is preferably 95% or more.
  • the modified fibroin of (3-ii) has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9, and is N-terminal to C-terminal.
  • the number of amino acid residues of REP of two adjacent [(A) n motif-REP] units is sequentially compared, and when the number of amino acid residues of REP having a small number of amino acid residues is set to 1, the other Amino acid residues of two adjacent [(A) n motif-REP] units having a ratio of the number of amino acid residues of REP of 1.8 to 11.3 (a giza ratio of 1: 1.8 to 11.3).
  • x / y be 64.2% or more, where x is the maximum value of the sum of the base numbers and y is the total number of amino acid residues in the domain sequence.
  • the third modified fibroin may include the above-described tag sequence at one or both of the N-terminus and the C-terminus.
  • the third modified fibroin including a tag sequence, (3-iii) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15, or (3-iv) sequence Modified fibroin comprising an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14, or SEQ ID NO: 15 can be mentioned.
  • amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 16, SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14, and SEQ ID NO: 15 are SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, respectively.
  • an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12 (including a His tag sequence and a hinge sequence) added to the N-terminus of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9.
  • the modified fibroin of (3-iii) may have an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14, or SEQ ID NO: 15.
  • the modified fibroin of (3-iv) contains an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14, or SEQ ID NO: 15.
  • the modified fibroin of (3-iv) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m .
  • the sequence identity is preferably 95% or more.
  • the modified fibroin of (3-iv) has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14, or SEQ ID NO: 15, and is N-terminal to C-terminal.
  • the number of amino acid residues of REP of two adjacent [(A) n motif-REP] units is sequentially compared, and when the number of amino acid residues of REP having a small number of amino acid residues is set to 1, the other
  • the maximum value of the total value obtained by adding the number of amino acid residues of two adjacent [(A) n motif-REP] units having a ratio of the number of amino acid residues of REP of 1.8 to 11.3 is defined as x.
  • x / y is 64.2% or more, where y is the total number of amino acid residues in the domain sequence.
  • the third modified fibroin may include a secretion signal for releasing a 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 the host.
  • the modified fibroin (fourth modified fibroin) in which the content of the glycine residue and the content of the (A) n motif are reduced has a domain sequence (A) that is lower than that of the naturally occurring spider fibroin. It has an amino acid sequence in which the content of glycine residues is reduced in addition to the reduced content of the n motif.
  • the domain sequence of the fourth modified fibroin differs from the naturally occurring spider fibroin in that at least one or more (A) n motifs have been deleted and at least one or more glycine residues in the REP. It can be said that the amino acid sequence has an amino acid sequence corresponding to the substitution of another amino acid residue.
  • the fourth modified fibroin is composed of the modified fibroin (second modified fibroin) having a reduced content of the glycine residue described above and the modified fibroin (third modified) having a reduced content of the (A) n motif.
  • Modified fibroin Specific aspects and the like are as described for the second modified fibroin and the third modified fibroin.
  • the fourth modified fibroin (4-i) SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14, SEQ ID NO: 15, SEQ ID NO: 50, SEQ ID NO: 51,
  • Modified fibroin comprising an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 50, SEQ ID NO: 51, SEQ ID NO: 52, SEQ ID NO: 53, SEQ ID NO: 54 or SEQ ID NO: 57 can be mentioned.
  • SEQ ID NO: 7 SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14, SEQ ID NO: 15, SEQ ID NO: 50, SEQ ID NO: 51, SEQ ID NO: 52, SEQ ID NO: 53, SEQ ID NO: 54 or SEQ ID NO: 57
  • SEQ ID NO: 7 SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14, SEQ ID NO: 15, SEQ ID NO: 50, SEQ ID NO: 51, SEQ ID NO: 52, SEQ ID NO: 53, SEQ ID NO: 54 or SEQ ID NO: 57
  • Specific embodiments of the modified fibroin containing the amino acid sequence are as described above.
  • a modified fibroin having a domain sequence including a region having a locally large hydrophobicity index is characterized in that its domain sequence is one or more amino acids in REP compared to naturally occurring spider fibroin.
  • a local hydrophobicity index corresponding to the substitution of a residue by an amino acid residue with a large hydrophobicity index and / or the insertion of one or more amino acid residues with a large hydrophobicity index into the REP May have an amino acid sequence containing a region having a large size.
  • a region having a locally large hydrophobicity index is preferably composed of 2 to 4 consecutive amino acid residues.
  • 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). More preferably, it is a residue.
  • the fifth modified fibroin is that one or more amino acid residues in the REP have been replaced with amino acid residues having a large hydrophobicity index, and / or Or, in addition to the modification corresponding to the insertion of a plurality of amino acid residues having a large hydrophobicity index, further, compared with naturally occurring spider fibroin, substitution or deletion of one or more amino acid residues, insertion, And / or there may be an amino acid sequence modification corresponding to the addition.
  • the fifth modified fibroin is, for example, one or more hydrophilic amino acid residues in REP (for example, amino acid residues having a negative hydrophobicity index) from the cloned gene sequence of naturally occurring arachnid fibroin. It can be obtained by substituting an amino acid residue (for example, an amino acid residue having a positive hydrophobicity index) and / or inserting one or more hydrophobic amino acid residues into REP.
  • one or more hydrophilic amino acid residues in REP are substituted with hydrophobic amino acid residues from the amino acid sequence of spider fibroin of natural origin, and / or one or more hydrophobic amino acids in REP It can also be obtained by designing an amino acid sequence corresponding to insertion of a residue and chemically synthesizing a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence. In each case, one or more hydrophilic amino acid residues in the REP were replaced with hydrophobic amino acid residues from the amino acid sequence of the naturally occurring spider fibroin, and / or one or more hydrophobic amino acid residues in the REP.
  • the amino acid sequence may further be modified corresponding to the substitution, deletion, insertion and / or addition of one or more amino acid residues.
  • the fifth modified fibroin contains a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m and extends from the (A) n motif located at the most C-terminal side to the C-terminus of the domain sequence.
  • the total number of amino acid residues included in a region where the average value of the hydrophobicity index of four consecutive amino acid residues is 2.6 or more is p,
  • q the total number of amino acid residues contained in the sequence excluding the sequence from the (A) n motif located at the most C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence from the domain sequence is defined as q
  • p / q is 6 .2% or more.
  • hydrophobicity index of amino acid residues
  • a publicly known index Kyte J, & Doolittle R (1982) "A simple method for display, the hydropathic charactor of aa protein, J.Pol.Mol. 105-132).
  • HI hydropathic index
  • sequence A [(A) n motif-REP] m (Hereinafter, referred to as “sequence A”).
  • sequence A the average value of the hydrophobicity index of four consecutive amino acid residues is calculated. The average value of the hydrophobicity index is determined by dividing the total sum of HI of each amino acid residue contained in four consecutive amino acid residues by 4 (the number of amino acid residues).
  • the average value of the hydrophobicity index is determined for all four consecutive amino acid residues (each amino acid residue is used for calculating the average value one to four 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 when a certain amino acid residue corresponds to a plurality of “consecutive four amino acid residues having an average value of the hydrophobicity index of 2.6 or more”, it is included as one amino acid residue in the region. become. Then, 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.
  • p / q is preferably 6.2% or more, more preferably 7% or more, further preferably 10% or more, and more preferably 20% or more. Even more preferably, it is even more preferably 30% or more.
  • the upper limit of p / q is not particularly limited, but may be, for example, 45% or less.
  • the fifth modified fibroin is obtained by, for example, changing the amino acid sequence of a cloned naturally occurring arachnid fibroin so that one or more hydrophilic amino acid residues (for example, hydrophobic Replacing amino acid residues with a negative sex index with hydrophobic amino acid residues (eg, amino acid residues with a positive hydrophobic index) and / or one or more hydrophobic amino acid residues in the REP Can be obtained by locally modifying the amino acid sequence to include a region having a large hydrophobicity index.
  • an amino acid sequence satisfying the above-mentioned p / q condition from the amino acid sequence of spider fibroin of natural origin and chemically synthesizing a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence.
  • one or more amino acid residues in the REP were replaced by amino acid residues having a higher hydrophobicity index as compared to the naturally occurring spider fibroin, and / or one or more amino acid residues in the REP.
  • the modification corresponding to the substitution, deletion, insertion and / or addition of one or more amino acid residues was performed. Is also good.
  • 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 Is 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, SEQ ID NO: 20 or SEQ ID NO: 21, or (5-ii) SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20 or SEQ ID NO: Modified fibroin comprising an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by No. 21 can be mentioned.
  • the modified fibroin (5-i) will be described.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 22 is obtained by deleting the amino acid sequence in which the alanine residues are consecutive in the (A) n motif of the spider fibroin of natural origin so that the number of consecutive alanine residues becomes five. It is.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 19 is obtained by inserting two amino acid sequences (VLI) each consisting of three amino acid residues at every other REP into the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 22; A part of the amino acids at the C-terminal side are deleted so that the molecular weight of the amino acid sequence to be obtained is almost the same.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 23 is different from the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 22 by inserting two alanine residues at the C-terminal side of each (A) n motif, and further including a part of glutamine (Q) residue.
  • a group is substituted with a serine (S) residue, and some amino acids on the C-terminal side are deleted so that the molecular weight of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 22 is almost the same.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 20 is obtained by inserting one amino acid sequence (VLI) consisting of three amino acid residues every other REP into the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 23.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 21 is obtained by inserting two amino acid sequences (VLI) each consisting of three amino acid residues every other REP into the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 23.
  • the modified fibroin of (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 of (5-ii) contains 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 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, and is located at the most C-terminal side (A) n
  • amino acids contained in a region where the average value of the hydrophobicity index of four consecutive amino acid residues is 2.6 or more When the total number of residues is p, and the total number of amino acid residues contained in the sequence obtained by removing the sequence from the (A) n motif located at the most C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence from the domain sequence is q , P / q is preferably at least 6.2%.
  • the fifth modified fibroin may include a tag sequence at one or both of the N-terminus and the C-terminus.
  • the fifth modified fibroin including a tag sequence, (5-iii) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 24, SEQ ID NO: 25 or SEQ ID NO: 26, or (5-iv) SEQ ID NO: 24, sequence Modified fibroin comprising an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 25 or SEQ ID NO: 26.
  • amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 24, SEQ ID NO: 25 and SEQ ID NO: 26 correspond to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12 (His tag) at the N-terminal of the amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20 and SEQ ID NO: 21, respectively. Sequences and hinge sequences).
  • the modified fibroin of (5-iii) may be composed of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 24, SEQ ID NO: 25 or SEQ ID NO: 26.
  • the modified fibroin of (5-iv) contains an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 24, SEQ ID NO: 25 or SEQ ID NO: 26.
  • the modified fibroin of (5-iv) is also a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m .
  • the sequence identity is preferably 95% or more.
  • the modified fibroin of (5-iv) has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 24, SEQ ID NO: 25 or SEQ ID NO: 26, and is located at the most C-terminal side (A) n
  • amino acids contained in a region where the average value of the hydrophobicity index of four consecutive amino acid residues is 2.6 or more When the total number of residues is p, and the total number of amino acid residues contained in the sequence obtained by removing the sequence from the (A) n motif located at the most C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence from the domain sequence is q , P / q is preferably at least 6.2%.
  • the fifth modified fibroin may include a secretion signal for releasing a 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 the host.
  • Modified fibroin having a domain sequence with reduced glutamine residue content has an amino acid sequence with reduced glutamine residue content as compared to naturally occurring spider 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 of the GPGXX motif is usually 1% or more, and may be 5% or more, and preferably 10% or more.
  • the upper limit of the GPGXX motif content is not particularly limited, and may be 50% or less, or 30% or less.
  • 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 The most C-terminal spider fibroin containing a domain sequence represented by the n motif (A)
  • s is defined as s (corresponding to the total number of G and P in the GPGXX motif)
  • the sequence from the (A) n motif located closest to the C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence is excluded from the domain sequence, and further (A) n
  • the GPGXX motif content is calculated as s / t.
  • “the sequence obtained by removing the sequence from the (A) n motif located at the most C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence from the domain sequence” to “the most C-terminal side” (A) Sequence from the n motif to the C-terminus of the domain sequence ”(sequence corresponding to REP) may include a sequence having low correlation with a sequence characteristic of spider fibroin. Is small (that is, when the domain sequence is short), which affects the calculation result of the GPGXX motif content, so that this effect is eliminated.
  • “GPGXX motif” is located at the C-terminus of the REP, even when “XX” is, for example, “AA”, it is treated as a “GPGXX motif”.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the domain sequence of spider fibroin.
  • the method of calculating the content rate of the GPGXX motif will be specifically described with reference to FIG. First, in the domain sequence of the spider fibroin shown in FIG. 3 ("[(A) n motif-REP] m- (A) n motif" type), all REPs are located at the "most C-terminal position".
  • all REPs are “sequences in which the sequence from the (A) n motif located at the most C-terminal side to the C-terminal of the domain sequence is excluded from the domain sequence” (the sequence shown as “region A” in FIG. 3). ),
  • the sixth modified fibroin preferably has a glutamine residue content of 9% or less, more preferably 7% or less, still more preferably 4% or less, and particularly preferably 0%. .
  • glucose 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 most C-terminal spider fibroin containing a domain sequence represented by the n motif In all REPs included in the sequence (sequence corresponding to “region A” in FIG.
  • the sixth modified fibroin has a domain sequence in which one or more glutamine residues in the REP have been deleted or replaced with another amino acid residue, as compared to a naturally occurring spider fibroin. It may have the corresponding 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 a glutamine residue.
  • the hydrophobicity index of amino acid residues is as shown in Table 1.
  • amino acid residues having a larger hydrophobicity index than glutamine residues include isoleucine (I), valine (V), leucine (L), phenylalanine (F), cysteine (C), and 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.
  • the sixth modified fibroin preferably has a hydrophobicity of REP of -0.8 or more, more preferably -0.7 or more, still more preferably 0 or more, and 0.3 or more. Is still more preferable, and it is particularly preferable that it is 0.4 or more.
  • the upper limit of REP is not particularly limited, and may be 1.0 or less, or may be 0.7 or less.
  • REP hydrophobicity is a value calculated by the following method.
  • Formula 1 [(A) n motif-REP] m
  • Formula 2 [(A) n motif-REP] m-
  • A The most C-terminal spider fibroin containing a domain sequence represented by the n motif In all REPs contained in the sequence (sequence corresponding to “region A” in FIG.
  • the sixth modified fibroin may have a domain sequence that lacks one or more glutamine residues in the REP, and / or one or more glutamine residues in the REP, as compared to a naturally occurring spider fibroin.
  • the modification corresponding to the substitution of a residue with another amino acid residue there is a modification of the amino acid sequence corresponding to the substitution, deletion, insertion and / or addition of one or more amino acid residues. Is also good.
  • the sixth modified fibroin is, for example, deleting one or more glutamine residues in the REP from the cloned gene sequence of a naturally occurring arachnid fibroin, and / or one or more glutamine residues in the REP. Can be obtained by substituting with another amino acid residue.
  • one or more glutamine residues in REP have been deleted from the amino acid sequence of a naturally occurring spider fibroin, and / or one or more glutamine residues in REP have been replaced with other amino acid residues. It can also be obtained by designing an amino acid sequence corresponding to the substitution and chemically synthesizing a nucleic acid encoding the designed amino acid sequence.
  • the sixth modified fibroin (6-i) SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31, SEQ ID NO: 32, SEQ ID NO: 33 or SEQ ID NO: 43
  • a modified fibroin comprising the amino acid sequence shown, or (6-ii) represented by SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31, SEQ ID NO: 32, SEQ ID NO: 33 or SEQ ID NO: 43
  • Modified fibroin containing an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence can be mentioned.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 is based on the nucleotide sequence and amino acid sequence of a naturally occurring fibroin, Nephila clavipes (GenBank Accession Number: P468804.1, GI: 1174415), and (A) n
  • the amino acid sequence in which the alanine residues in the motif are consecutive has been modified such that the number of consecutive alanine residues is changed to 5, for example, to improve productivity.
  • the glutamine residue (Q) is not modified, so that the glutamine residue content is almost the same as that of naturally occurring fibroin.
  • M_PRT965 represented by SEQ ID NO: 28 is obtained by substituting all QQs in Met-PRT410 (SEQ ID NO: 7) with TS and replacing the remaining Qs with A.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 29 (M_PRT889) is obtained by replacing all QQs in Met-PRT410 (SEQ ID NO: 7) with VL and replacing the remaining Qs with I.
  • the amino acid sequence (M_PRT525) represented by SEQ ID NO: 34 is obtained by inserting two alanine residues into a region (A 5 ) in which alanine residues are continuous with Met-PRT410 (SEQ ID NO: 7), In this example, two C-terminal domain sequences were deleted, and 13 glutamine residues (Q) were replaced with a serine residue (S) or a proline residue (P).
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 43 (Met-PRT966) is obtained by converting all the QQs in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9 (the amino acid sequence before the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 42 is added to the C-terminus) to VF , And the remaining Q is replaced by I.
  • amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31, SEQ ID NO: 32, SEQ ID NO: 33 and SEQ ID NO: 43 all have a glutamine residue content of 9% or less. (Table 2).
  • the modified fibroin of (6-i) consists of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31, SEQ ID NO: 32, SEQ ID NO: 33 or SEQ ID NO: 43 There may be.
  • the modified fibroin of (6-ii) has 90% of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31, SEQ ID NO: 32, SEQ ID NO: 33 or SEQ ID NO: 43
  • the modified fibroin of (6-ii) also has an amino acid sequence having the above sequence identity, and the modified fibroin of the formula 1: [(A) n motif-REP] m or the formula 2: [(A) n motif-REP] M- (A) a protein containing a domain sequence represented by the n motif, wherein the sequence identity is preferably 95% or more.
  • the modified fibroin of (6-ii) preferably has a glutamine residue content of 9% or less. Further, the modified fibroin of (6-ii) preferably has a GPGXX motif content of 10% or more.
  • the sixth modified fibroin may include a tag sequence at one or both of the N-terminus and the C-terminus. As a result, the modified fibroin can be isolated, immobilized, detected, visualized, and the like.
  • the sixth modified fibroin including the tag sequence, (6-iii) SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39, SEQ ID NO: 40, SEQ ID NO: 41,
  • a modified fibroin comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 44, SEQ ID NO: 55 or SEQ ID NO: 56, or (6-iv) SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39, SEQ ID NO: 40, SEQ ID NO: 41, SEQ ID NO: 44, SEQ ID NO: 55 or SEQ ID NO: 56.
  • Modified fibroin comprising an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 56.
  • amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39, SEQ ID NO: 40, SEQ ID NO: 41 and SEQ ID NO: 44 are SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, respectively.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12 (including the His tag sequence and the hinge sequence) was added to the N-terminal of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31, SEQ ID NO: 32, SEQ ID NO: 33 and SEQ ID NO: 43 Things.
  • amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 44 has a glutamine residue content of 9% or less (Table 3).
  • the amino acid sequence (PRT1107) represented by SEQ ID NO: 55 is obtained by replacing the serine residue (S) of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 31 (Met-PRT918) with an alanine residue (A), a valine residue (V), and a leucine residue.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 56 (PRT1083) is obtained by replacing the proline residue (P) of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 31 (Met-PRT918) with a threonine residue (T) or a leucine residue (L) And a tag sequence added to the N-terminus.
  • the modified fibroin of (6-iii) has SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39, SEQ ID NO: 40, SEQ ID NO: 41, SEQ ID NO: 44, SEQ ID NO: 55 or SEQ ID NO: 56 It may consist of the amino acid sequence shown.
  • the modified fibroin of (6-iv) has SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39, SEQ ID NO: 40, SEQ ID NO: 41, SEQ ID NO: 44, SEQ ID NO: 55 or SEQ ID NO: 56 It contains an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown.
  • the modified fibroin of (6-iv) also has a domain represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m- (A) n motif A protein containing a sequence.
  • the sequence identity is preferably 95% or more.
  • the modified fibroin of (6-iv) preferably has a glutamine residue content of 9% or less.
  • the modified fibroin of (6-iv) preferably has a GPGXX motif content of 10% or more.
  • the sixth modified fibroin may contain a secretion signal for releasing a 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 the host.
  • the modified fibroin is 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. Modified fibroin having both of the following characteristics may be used.
  • the spider silk protein may be a hydrophilic spider silk protein or a hydrophobic spider silk protein.
  • the hydrophobic spider silk protein is a value obtained by calculating the sum of the hydrophobicity indexes (HI) of all amino acid residues constituting the spider silk protein, and then dividing the sum by the total number of amino acid residues (average HI). It is a spider silk protein that is more than -0.8, more preferably a protein having an average HI of -0.6 or more, more preferably a protein having an average HI of -0.4 or more. It is more preferable that the protein has an HI of -0.2 or more, and it is particularly preferable that the spider silk protein has an average HI of 0 or more.
  • the hydrophobicity index is as shown in Table 1.
  • the hydrophilic spider silk protein is a spider silk protein having the above average HI of -0.8 or less.
  • the average hydrophobicity index (HI) of the protein according to this embodiment is preferably -1.3 or more, more preferably -1.0 or more, preferably -0.8 or more, and- It is preferably more than 0.8, more preferably -0.7 or more, preferably -0.6 or more, more preferably -0.5 or more, and more preferably -0.4 or more. It is preferably at least -0.3 or more, more preferably -0.2 or more, preferably -0.1 or more, more preferably 0 or more, and 0.1 It is more preferably at least 0.2, more preferably at least 0.2, further preferably at least 0.3, particularly preferably at least 0.4.
  • HI of the amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 15, SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 36, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39, SEQ ID NO: 40 and SEQ ID NO: 41 are as shown in Table 4. is there.
  • the HI was calculated excluding the sequence unrelated to the modified fibroin (that is, the sequence corresponding to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12).
  • hydrophobic spider silk proteins examples include the first modified fibroin sequence, the second modified fibroin sequence, the third modified fibroin sequence, the fifth modified fibroin sequence, and the sixth modified fibroin sequence described above. Sequences can be mentioned. More specific examples of the hydrophobic spider silk protein include an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29, SEQ ID NO: 30, SEQ ID NO: 31, SEQ ID NO: 32, SEQ ID NO: 33 or SEQ ID NO: 43 , SEQ ID NO: 35, SEQ ID NO: 37, SEQ ID NO: 38, SEQ ID NO: 39, SEQ ID NO: 40, SEQ ID NO: 41 or SEQ ID NO: 44.
  • hydrophilic spider silk protein examples include the above-described fourth modified fibroin sequence. More specific examples of the hydrophilic spider silk protein include an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4, an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 11, amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: 15, amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 11, SEQ ID NO: 14 or SEQ ID NO: And a spider silk protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 15, SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20, SEQ ID NO: 21, or SEQ ID NO: 47.
  • the above spider silk proteins can be used alone or in combination of two or more.
  • the spider silk protein is, for example, a nucleic acid sequence encoding the spider silk protein and one or more regulatory sequences operably linked to the nucleic acid sequence, a host transformed with an expression vector having the nucleic acid, It can be produced by expressing it.
  • the method for producing a nucleic acid encoding a spider silk protein is not particularly limited.
  • the nucleic acid can be produced by a method of amplifying and cloning by polymerase chain reaction (PCR) or the like using a gene encoding a natural spider silk protein, or a method of chemically synthesizing.
  • the method for chemically synthesizing nucleic acids is not particularly limited. For example, based on amino acid sequence information of spider silk proteins obtained from the NCBI web database or the like, AKTA oligopilot plus 10/100 (GE Healthcare Japan KK) Genes can be chemically synthesized by a method of linking oligonucleotides synthesized automatically by PCR or the like by PCR or the like.
  • a nucleic acid encoding a spider silk protein consisting of an amino acid sequence obtained by adding an amino acid sequence consisting of an initiation codon and a His10 tag to the N-terminus may be synthesized. Good.
  • the regulatory sequence is a sequence that controls the expression of the recombinant protein in the host (for example, a promoter, an enhancer, a ribosome binding sequence, a transcription termination sequence, and the like), and can be appropriately selected depending on the type of the host.
  • An inducible promoter that functions in a host cell and is capable of inducing the expression of a desired spider silk protein may be used as the promoter.
  • An inducible promoter is a promoter that can control transcription by the presence of an inducer (expression inducer), the absence of a repressor molecule, or a physical factor such as an increase or decrease in temperature, osmotic pressure, or pH value.
  • the type of expression vector can be appropriately selected depending on the type of host, such as a plasmid vector, a virus vector, a cosmid vector, a fosmid vector, an artificial chromosome vector, and the like.
  • a plasmid vector a virus vector
  • a cosmid vector a fosmid vector
  • an artificial chromosome vector an artificial chromosome vector
  • those capable of autonomous replication in a host cell or integration into a host chromosome and containing a promoter at a position where a nucleic acid encoding a spider silk protein can be transcribed are suitably used.
  • any of prokaryotes and eukaryotes such as yeast, filamentous fungi, insect cells, animal cells, and plant cells can be suitably used.
  • the expression vector is capable of autonomous replication in the prokaryote, and at the same time, a vector containing a promoter, a ribosome binding sequence, a nucleic acid encoding a spider silk protein, and a transcription termination sequence. It is preferred that A gene that controls the promoter may be included.
  • Prokaryotes include microorganisms belonging to the genus Escherichia, Brevibacillus, Serratia, Bacillus, Microbacterium, Brevibacterium, Corynebacterium, Pseudomonas, and the like.
  • Examples of microorganisms belonging to the genus Escherichia include, for example, Escherichia coli.
  • Examples of microorganisms belonging to the genus Brevibacillus include Brevibacillus agri.
  • Microorganisms belonging to the genus Serratia include, for example, Serratia requestifaciens and the like.
  • microorganisms belonging to the genus Bacillus include, for example, Bacillus subtilis.
  • Microorganisms belonging to the genus Microbacterium include, for example, Microbacterium ammonia phyllum.
  • Examples of microorganisms belonging to the genus Brevibacterium include Brevibacterium divaricatum.
  • Examples of the microorganism belonging to the genus Corynebacterium include Corynebacterium ammoniagenes.
  • Examples of microorganisms belonging to the genus Pseudomonas include Pseudomonas putida.
  • examples of a vector into which a nucleic acid encoding a spider silk protein is introduced include, for example, pBTrp2 (manufactured by Boehringer Mannheim), pGEX (manufactured by Pharmacia), pUC18, pBluescriptII, pSuex, pET22b, pCold, pUB110. And pNCO2 (JP-A-2002-238569).
  • Examples of eukaryotic hosts include yeast and filamentous fungi (such as mold).
  • yeast include yeast belonging to the genus Saccharomyces, the genus Pichia, the genus Schizosaccharomyces, and the like.
  • filamentous fungi include filamentous fungi belonging to the genus Aspergillus, Penicillium, Trichoderma, and the like.
  • examples of a vector into which a nucleic acid encoding a spider silk protein is introduced include YEp13 (ATCC37115) and YEp24 (ATCC37051).
  • any 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, spheroplast, protoplast, lithium acetate, competent, 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, and the like can be performed according to the method described in Molecular Cloning, 2nd edition, and the like. .
  • the spider silk protein can be produced, for example, by culturing a transformed host in a culture medium, producing and accumulating the spider silk protein in the culture medium, and collecting the protein from the culture medium.
  • the method of culturing the transformed host in a culture medium can be performed according to a method generally used for culturing a host.
  • the culture medium contains a carbon source, a nitrogen source, inorganic salts, and the like which can be utilized by the host, thereby efficiently culturing the host.
  • a natural medium or a synthetic medium may be used as long as the medium can be used.
  • the carbon source may be any as long as the host can assimilate it.
  • examples include glucose, fructose, sucrose, and molasses containing these, carbohydrates such as starch and starch hydrolysates, and organic acids such as acetic acid and propionic acid. And alcohols such as ethanol and propanol.
  • the nitrogen source for example, ammonia, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium salts of inorganic or organic acids such as ammonium acetate and ammonium phosphate, other nitrogen-containing compounds, and peptone, meat extract, yeast extract, corn steep liquor, Casein hydrolyzate, soybean meal, soybean meal hydrolyzate, various fermented cells and digests thereof can be used.
  • ammonia, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium salts of inorganic or organic acids such as ammonium acetate and ammonium phosphate, other nitrogen-containing compounds, and peptone, meat extract, yeast extract, corn steep liquor, Casein hydrolyzate, soybean meal, soybean meal hydrolyzate, various fermented cells and digests thereof can be used.
  • potassium (I) phosphate potassium (II) phosphate, magnesium phosphate, magnesium sulfate, sodium chloride, ferrous sulfate, manganese sulfate, copper sulfate, and calcium carbonate
  • potassium (I) phosphate potassium (II) phosphate
  • magnesium phosphate magnesium phosphate
  • magnesium sulfate sodium chloride
  • ferrous sulfate manganese sulfate
  • copper sulfate copper sulfate
  • calcium carbonate calcium carbonate
  • ⁇ Cultivation of prokaryotes such as Escherichia coli or eukaryotes such as yeast can be performed under aerobic conditions such as shaking culture or deep aeration stirring culture.
  • the culture temperature is, for example, 15 to 40 ° C.
  • the culturing 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 during the culture.
  • an inducer may be added to the medium as necessary.
  • isopropyl- ⁇ -D-thiogalactopyranoside or the like is used.
  • An acid or the like may be added to the medium.
  • the spider silk protein produced by the transformed host can be isolated and purified by a method usually used for protein isolation and purification. For example, when the spider silk protein is expressed in a dissolved state in the cells, after completion of the culture, the host cells are collected by centrifugation, suspended in an aqueous buffer, and then sonicated with a sonicator, French press, or Menton. The host cells are crushed with a Gaulin homogenizer, Dynomill or the like to obtain a cell-free extract.
  • a method commonly used for isolating and purifying proteins that is, a solvent extraction method, a salting-out method using ammonium sulfate, a desalting method, an organic solvent Precipitation method, anion-exchange chromatography using a resin such as diethylaminoethyl (DEAE) -Sepharose, DIAION @ HPA-75 (manufactured by Mitsubishi Kasei), and cation using a resin such as S-Sepharose @ FF (manufactured by Pharmacia).
  • a resin such as diethylaminoethyl (DEAE) -Sepharose, DIAION @ HPA-75 (manufactured by Mitsubishi Kasei)
  • cation 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 sieves, affinity chromatography, chromatofocusing, isoelectric focusing, etc. Purification using methods such as alone or in combination It is possible to obtain the goods.
  • spider silk protein is expressed in an insoluble form in the cells
  • the host cells are similarly recovered, crushed, and centrifuged to recover the insoluble spider silk protein as a precipitate fraction. I do.
  • the insoluble form of the recovered spider silk protein can be solubilized with a protein denaturant. After this operation, a purified sample of spider silk protein can be obtained by the same isolation and purification method as described above.
  • the spider silk protein can be recovered from the culture supernatant. That is, a culture supernatant is obtained by treating the culture by a technique such as centrifugation, and a purified sample can be obtained from the culture supernatant by using the same isolation and purification method as described above.
  • collagen protein examples include, for example, a structural protein containing a domain sequence represented by Formula 3: [REP3] p (wherein, in Formula 3, p represents an integer of 5-300. , Gly-XY, and X and Y each represent an arbitrary amino acid residue other than Gly.A plurality of REP3s may have the same amino acid sequence or different amino acid sequences. ). Specifically, a structural protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 45 can be mentioned.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 45 corresponds to a repeat portion and a motif of a partial sequence of human collagen type 4 obtained from the NCBI database (Accession number of GenBank of NCBI: CAA56335.1, GI: 3702452).
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 46 (tag sequence and hinge sequence) is added to the N-terminal of the amino acid sequence from residues 301 to 540.
  • examples of the collagen-derived structural protein include a structural protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 59.
  • resilin-derived structural protein examples include, for example, a structural protein containing a domain sequence represented by Formula 4: [REP4] q (wherein, in Formula 4, q represents an integer of 4 to 300.
  • REP4 Represents an amino acid sequence composed of Ser-JJ-Tyr-Gly-U-Pro, wherein J represents an arbitrary amino acid residue, particularly an amino acid residue selected from the group consisting of Asp, Ser and Thr.
  • U represents an arbitrary amino acid residue, and is particularly preferably an amino acid residue selected from the group consisting of Pro, Ala, Thr, and Ser. Or different amino acid sequences.).
  • SEQ ID NO: 47 a structural protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 47 can be mentioned.
  • amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 47 in the amino acid sequence of resilin (GenBank Accession No. NP 611157 of NCBI, Gl: 246654243), Thr at residue 87 is replaced with Ser, and Asn at residue 95 is replaced with Ser.
  • Thr at residue 87 is replaced with Ser
  • Asn at residue 95 is replaced with Ser.
  • examples of the structural protein derived from resilin include a structural protein including the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 60.
  • elastin-derived structural proteins examples include structural proteins having an amino acid sequence such as NCBI GenBank accession numbers AAC98395 (human), I47076 (sheep), and NP786966 (bovine). Specifically, a structural protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 48 can be mentioned.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 48 corresponds to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 46 (tag sequence) at the N-terminus of the amino acid sequence from residues 121 to 390 of the amino acid sequence of GenBank Accession No. AAC98395 of NCBI. And a hinge sequence).
  • keratin protein examples include, for example, type I keratin of Capra hircus.
  • Specific examples include a structural protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 49 (the amino acid sequence of GenBank Accession No. ACY30466 of NCBI).
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 49 is obtained by adding the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 46 (tag sequence and hinge sequence) to the N-terminal of the amino acid sequence of GenBank Accession No. ACY30466 of NCBI.
  • a structural protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 58 is exemplified as a keratin-derived structural protein.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 58 is the same as the amino acid sequence consisting of the 1st to 292th amino acid residues from the N-terminus of SEQ ID NO: 49, but also the amino acid sequence in which leucine or valine is substituted with alanine or glycine. It has an amino acid sequence in which three amino acid residues at positions 1-246 from the N-terminus are substituted and an amino acid sequence obtained by inserting an amino acid sequence consisting of GAAAAAAG (SEQ ID NO: 62) is repeated.
  • the collagen protein, resilin protein, elastin protein, and keratin protein may be hydrophilic proteins or hydrophobic proteins.
  • hydrophobic protein refers to a value obtained by calculating the sum of the hydrophobicity indexes (HI) of all amino acid residues constituting the protein and then dividing the sum by the number of all amino acid residues (average HI). More preferably, the protein has an average HI of -0.6 or more, more preferably has an average HI of -0.4 or more, and has an average HI of -0.0.
  • the protein is more preferably a protein having an average HI of 0 or more, and particularly preferably a protein having an average HI of 0 or more.
  • the hydrophobicity index is as shown in Table 1.
  • the hydrophilic protein is a protein having the above average HI of -0.8 or less.
  • hydrophobic collagen protein examples include, for example, a protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 45, SEQ ID NO: 48, or SEQ ID NO: 49 described above. .
  • hydrophilic collagen protein examples include, for example, a protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 47 described above.
  • the HI of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 45, SEQ ID NO: 47, SEQ ID NO: 48 and SEQ ID NO: 49 is as shown in Table 4.
  • the HI was calculated excluding the sequence unrelated to the collagen protein, resilin protein, elastin protein, and keratin protein (that is, the sequence corresponding to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12).
  • the structural protein includes a hydrophobic protein and a polypeptide that tends to cause self-aggregation in a polar solvent, and the structural protein is preferably a hydrophobic protein.
  • One of the structural proteins or structural proteins derived therefrom can be used alone or in combination of two or more.
  • the hydrophobicity as a whole may be adjusted to a desired value by combining two or more structural proteins.
  • the hydrophobicity can be calculated by the method described above.
  • organic solvent As the organic solvent of the spinning dope according to the present embodiment, any organic solvent can be used as long as it can dissolve the artificial protein.
  • the organic solvent include hexafluoroisopropanol (HFIP), hexafluoroacetone (HFA), dimethyl sulfoxide (DMSO), N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMA), 1,3 -Dimethyl-2-imidazolidone (DMI), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), acetonitrile, N-methylmorpholine N-oxide (NMO) and formic acid.
  • HFIP hexafluoroisopropanol
  • HFA hexafluoroacetone
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • DMF N-dimethylformamide
  • DMA N-dimethylacetamide
  • DMA 1,3 -Dimethyl-2-imidazolidone
  • NMP N-methyl
  • the organic solvent may include at least one selected from the group consisting of formic acid, DMSO and HFIP, and may be at least one selected from the group consisting of formic acid, DMSO and HFIP, It may be.
  • These organic solvents may include water.
  • the content of the protein in the spinning dope according to the present embodiment is preferably 10 to 40% by mass, more preferably 10 to 35% by mass, and 12 to It is more preferably 35% by mass, more preferably 15 to 35% by mass, more preferably 15 to 30% by mass, further preferably 20 to 35% by mass, and 20 to 30% by mass. % Is particularly preferred.
  • the content of the structural protein is 10% by mass or more, the fiber formed in the coagulation bath can further reduce the effect of the accompanying flow generated in the coagulation bath, and the productivity is improved.
  • the content of the structural protein is 40% by mass or less, the spinning solution can be more stably discharged from the spinneret, and the productivity is improved.
  • the stock solution for spinning according to the present embodiment may further contain a dissolution accelerator. By including the dissolution promoter, preparation of the spinning stock solution is facilitated.
  • the dissolution promoter may be an inorganic salt composed of the following Lewis acid and Lewis base.
  • the Lewis base include a halide ion and the like.
  • the Lewis acid include metal ions such as alkali metal ions and halide alkaline earth metal ions.
  • the inorganic salt include an alkali metal halide and an alkaline earth metal halide.
  • Specific examples of the alkali metal halide include lithium chloride and lithium bromide.
  • Specific examples of the alkaline earth halide include magnesium chloride, calcium chloride and the like.
  • the dissolution promoter can be used alone or in combination of two or more.
  • inorganic salts can be used as a dissolution promoter for structural proteins in formic acid or DMSO, and lithium chloride and calcium chloride are particularly preferred.
  • the spinning dope contains the dissolution promoter (the above-mentioned inorganic salt)
  • the structural protein can be dissolved at a high concentration in the spinning dope. As a result, it is expected that the production efficiency of the protein fiber is further improved, and that the quality of the protein fiber and the physical properties such as stress are improved.
  • the content of the dissolution accelerator is 0.1% by mass or more, 1% by mass or more, 2% by mass or more, 3% by mass or more, 4% by mass or more, 7% by mass or more, and 10% by mass based on the total amount of the spinning dope. Or more, or 15% by mass or more, and may be 20% by mass or less, 16% by mass or less, 12% by mass or less, or 9% by mass or less.
  • the spinning dope may further contain various additives as necessary.
  • the additive include a plasticizer, a leveling agent, a crosslinking agent, a crystal nucleating agent, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a coloring agent, a filler, and a synthetic resin.
  • the content of the additive may be 50 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the total amount of the protein in the spinning dope.
  • the viscosity of the stock solution for spinning according to the present embodiment may be appropriately set according to the use of the fiber to be produced, the spinning method, and the like.
  • the pressure may be 60,000 to 130,000 mPa ⁇ sec, or 65,000 to 125,000 mPa ⁇ sec.
  • the pressure may be 500 to 35,000 mPa ⁇ sec, may be 1,000 to 35,000 mPa ⁇ sec, may be 3,000 to 30,000 mPa ⁇ sec, and may be 500 to 35,000 mPa ⁇ sec.
  • 20,000 mPa ⁇ sec 500 to 15,000 mPa ⁇ sec, 1,000 to 15,000 mPa ⁇ sec, 1,000 to 12,000 mPa ⁇ sec, It may be 1,500 to 12,000 mPa ⁇ sec, may be 1,500 to 10,000 mPa ⁇ sec, may be 1,500 to 8,000 mPa ⁇ sec, or the like. Further, for example, at 40 ° C., it may be 500 to 35,000 mPa ⁇ sec, 1,000 to 35,000 mPa ⁇ sec, 5,000 to 35,000 mPa ⁇ sec, 2,000 to 30,000 mPa ⁇ sec, 12,000 to 30,000 mPa ⁇ sec, 12,000 to 28,000 mPa ⁇ sec, or the like.
  • the pressure may be 1,000 to 6,000 mPa ⁇ sec, or 1,500 to 5,000 mPa ⁇ sec.
  • the viscosity of the spinning dope can be measured using, for example, "EMS viscometer” (trade name, manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.).
  • the spinning stock solution may be stirred or shaken for a certain period of time to promote dissolution. At that time, if necessary, the spinning solution may be heated to a temperature at which it can be dissolved depending on the structural protein and the solvent used.
  • the dope solution may be heated to, for example, 30 ° C. or higher, 40 ° C. or higher, 50 ° C. or higher, 60 ° C. or higher, 70 ° C. or higher, 80 ° C. or higher, or 90 ° C. or higher.
  • the temperature is preferably 40 ° C. from the viewpoint of further preventing the degradation of the artificial protein.
  • the upper limit of the heating temperature is, for example, equal to or lower than the boiling point of the solvent.
  • the coagulation liquid according to the present embodiment contains water or an aqueous solution having a pH of 0.25 to PH10.00. This makes it possible to provide a method for producing a protein fiber in which the risk of explosion and fire, the production cost, and the environmental load are reduced.
  • the aqueous solution may be a salt aqueous solution, an acid aqueous solution, a mixed solution of a salt aqueous solution and an acid aqueous solution, a salt aqueous solution, a mixed solution of a salt aqueous solution and an acid aqueous solution, or a salt aqueous solution.
  • the mixed solution of the salt aqueous solution and the acid aqueous solution is not limited to a solution in which the salt aqueous solution and the acid aqueous solution are mixed, but a solution in which the salt is mixed with the acid aqueous solution, a solution in which the salt is mixed with the acid aqueous solution, and a salt in the water. Also includes a solution in which an acid is dissolved.
  • aqueous acid solution examples include aqueous solutions of a carboxylic acid and the like, and specific examples of the carboxylic acid include formic acid, acetic acid, propionic acid, citric acid, and oxalic acid.
  • carboxylic acid examples include formic acid, acetic acid, propionic acid, citric acid, and oxalic acid.
  • One of these solvents may be used alone, or two or more thereof may be mixed and used as an aqueous solution.
  • the aqueous acid solution may be an aqueous citric acid solution or an aqueous formic acid solution.
  • salt aqueous solution examples include a salt aqueous solution of an organic salt or an inorganic salt, and a mixed aqueous solution of an organic salt and an inorganic salt.
  • organic salt examples include a carboxylate, and specific examples of the carboxylate include formate, acetate, propionate, citrate, and oxalate.
  • the organic salts may be formate, acetate and citrate.
  • Specific examples of the formates include ammonium formate, potassium formate, sodium formate, lithium formate, magnesium formate, and calcium formate.
  • acetate examples include, for example, ammonium acetate, potassium acetate, sodium acetate, lithium acetate, magnesium acetate, calcium acetate and the like.
  • propionate examples include, for example, ammonium propionate, potassium propionate, sodium propionate, lithium propionate, magnesium propionate, and calcium propionate.
  • the citrate include ammonium citrate, potassium citrate, sodium citrate, lithium citrate, magnesium citrate, calcium citrate and the like.
  • the citrate may include at least one selected from the group consisting of ammonium citrate, potassium citrate, sodium citrate, magnesium citrate, and calcium citrate. It may include at least one selected from the group consisting of potassium citrate and sodium citrate, and may include at least one selected from the group consisting of potassium citrate and sodium citrate; It may be sodium acid.
  • oxalates include ammonium oxalate, potassium oxalate, sodium oxalate, lithium oxalate, magnesium oxalate, calcium oxalate and the like.
  • the carboxylate is more preferably sodium carboxylate, and specific examples of sodium carboxylate include sodium formate, sodium acetate, sodium propionate, and sodium oxalate.
  • the inorganic salt include a normal salt, an acidic salt, and a basic salt.
  • the normal salt include sulfate, chloride, nitrate, iodide, thiocyanate, and carbonate.
  • the sulfate include, for example, ammonium sulfate, potassium sulfate, sodium sulfate, lithium sulfate, magnesium sulfate, and calcium sulfate.
  • the sulfate may include at least one selected from the group consisting of ammonium sulfate, sodium sulfate, magnesium sulfate, and calcium sulfate, and may include at least one selected from the group consisting of ammonium sulfate and sodium sulfate. And it may be sodium sulfate.
  • chlorides include, for example, ammonium chloride, potassium chloride, sodium chloride, lithium chloride, magnesium chloride, calcium chloride, guanidinium chloride and the like.
  • the chloride may include at least one selected from the group consisting of ammonium chloride, potassium chloride, sodium chloride, lithium chloride, calcium chloride, magnesium chloride, and guanidium chloride, and the chloride may be ammonium chloride And at least one selected from the group consisting of potassium chloride, sodium chloride, lithium chloride, calcium chloride, and magnesium chloride, wherein the chloride is a group consisting of potassium chloride, sodium chloride, and calcium chloride. And may include at least one selected from the group consisting of sodium chloride and calcium chloride, and may be sodium chloride.
  • nitrate examples include, for example, ammonium nitrate, potassium nitrate, sodium nitrate, lithium nitrate, magnesium nitrate, and calcium nitrate.
  • iodide salts include, for example, ammonium iodide, potassium iodide, sodium iodide, lithium iodide, magnesium iodide, calcium iodide, and the like.
  • thiocyanate examples include ammonium thiocyanate, potassium thiocyanate, sodium thiocyanate, lithium thiocyanate, magnesium thiocyanate, calcium thiocyanate, and guanidine thiocyanate.
  • carbonate examples include, for example, ammonium carbonate, potassium carbonate, sodium carbonate, lithium carbonate, magnesium carbonate, calcium carbonate and the like.
  • the acidic salt include hydrogen sulfate, hydrogen phosphate, hydrogen carbonate and the like.
  • hydrogen sulfate examples include, for example, ammonium hydrogen sulfate, potassium hydrogen sulfate, sodium hydrogen sulfate, lithium hydrogen sulfate, magnesium hydrogen sulfate, calcium hydrogen sulfate and the like.
  • hydrogen phosphate examples include, for example, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, ammonium dihydrogen phosphate, diammonium hydrogen phosphate, and phosphoric acid Examples include diammonium hydrogen, magnesium dihydrogen phosphate, dimagnesium hydrogen phosphate, calcium dihydrogen phosphate, and dicalcium hydrogen phosphate.
  • bicarbonate examples include, for example, ammonium bicarbonate, potassium bicarbonate, sodium bicarbonate, lithium bicarbonate, lithium bicarbonate, magnesium bicarbonate, calcium bicarbonate, and the like.
  • Specific examples of the basic salt include calcium chloride, magnesium chloride and the like.
  • the above-mentioned acids, aqueous acid solutions, salts, and aqueous salt solutions may be used alone or as a mixture of two or more.
  • Examples of the salt mixed aqueous solution obtained by mixing two or more kinds of salts or salt aqueous solutions include a mixed aqueous solution of the organic salt, a mixed aqueous solution of the inorganic salt, and a mixed aqueous solution of the organic salt and the inorganic salt.
  • brackish water and seawater are particularly preferred. Brackish water and seawater are known to contain primarily potassium chloride, sodium chloride, magnesium chloride, magnesium sulfate, and calcium sulfate.
  • the coagulation liquid preferably contains an aqueous salt solution, and more preferably is an aqueous salt solution.
  • a salt comprises at least one member of the group consisting of carboxylate, sulfate, chloride, hydrogen phosphate, and hydrogen carbonate, and at least one of the group consisting of carboxylate, sulfate, and chloride. More preferably, it contains at least one member, and particularly preferably at least one member of the group consisting of sulfates and chlorides.
  • the carboxylate sodium carboxylate is more preferable, and as the sulfate, ammonium sulfate, sodium sulfate, magnesium sulfate, and calcium sulfate are more preferable, and as the chloride, potassium chloride, sodium chloride, magnesium chloride, and calcium chloride More preferably, the hydrogen carbonate is more preferably sodium bicarbonate, and the mixed aqueous solution is particularly preferably brackish water or seawater. By using these salts and the mixed aqueous solution, the production cost can be further reduced in addition to the effect of improving the fiber forming ability.
  • the content of the salt is 0.1% by mass or more, 0.3% by mass or more, 0.5% by mass or more, 0.7% by mass or more, 1% by mass or more, and 1.3% by mass based on the total amount of the coagulating liquid. % Or more, 1.5% by mass or more, 1.7% by mass or more, 2% by mass or more, 2.3% by mass or more, 2.5% by mass or more, 2.7% by mass or more, 3% by mass or more, 4% by mass % Or more, 5% or more, 7% or more, 10% or more, 15% or more, or 20% or more, and the upper limit is 30% or less, 25% or less, or solubility.
  • the content may be as follows.
  • the content of the salt is, for example, from 0.1% by mass to 30% by mass, from 0.3% by mass to 25% by mass, from 1% by mass to 25% by mass, and from 3% by mass to 25% by mass or less, 5% by mass or more and 25% by mass or less, 8% by mass or more and 25% by mass or less, 10% by mass or more and 25% by mass or less, 1% by mass or more and 20% by mass or less, 3% by mass or more and 20% by mass or less, It may be 5% by mass to 20% by mass, 8% by mass to 20% by mass, 10% by mass to 20% by mass, 15% by mass to 20% by mass or 16% by mass to 20% by mass.
  • the content of the salt is, for example, preferably 0.05 mol / L or more, and may be 0.05 mol / L or more and 5.5 mol / L or less, and 0.1 mol / L or more based on the total amount of the coagulating liquid. It may be 5.0 mol / L or less, may be 0.1 mol / L or more and 4.5 mol / L or less, and may be 0.1 mol / L or more and 4.0 mol / L or less.
  • the content of the salt may be, for example, 0.1 mol / L or more and 5.0 mol / L or less, and 0.1 mol / L or more and 4.5 mol / L or less based on the total amount of the coagulating liquid. And may be 0.1 mol / L or more and 4.0 mol / L or less.
  • the content of the salt when using potassium chloride may be, for example, 0.1 mol / L or more and 3.9 mol / L or less based on the total amount of the coagulating liquid.
  • the content of the salt when using calcium chloride may be, for example, 0.1 mol / L or more and 14.3 mol / L or less, and 0.1 mol / L or more and 13.0 mol based on the total amount of the coagulating liquid. / L or less, 0.1 mol / L or more and 12.0 mol / L or less, 0.1 mol / L or more and 11.0 mol / L or less, and 0.1 mol / L or more. 0 mol / L or less, 0.1 mol / L or more and 9.0 mol / L or less, 0.1 mol / L or more and 8.0 mol / L or less, and 0.1 mol / L or more and 7 mol / L or less.
  • 0.0 mol / L or less, 0.1 mol / L or more and 6.0 mol / L or less, 0.1 mol / L or more and 5.0 mol / L or less, and 0.1 mol / L or more 4.0mol May be in L or less, it may be less 0.1 mol / L or more 3.0 mol / L, may be at 0.1 mol / L or more 2.0 mol / L or less.
  • the content of the salt in the case of using sodium sulfate may be, for example, 0.1 mol / L or more and 3.4 mol / L or less, and 0.1 mol / L or more and 3.0 mol or less with respect to the total amount of the coagulating liquid. / L or less, 0.1 mol / L or more and 2.5 mol / L or less, and 0.1 mol / L or more and 2.0 mol / L or less.
  • the content of sodium sulfate with respect to the total amount of the coagulating liquid is preferably from 10% by mass to 20% by mass, more preferably from 11% by mass to 19% by mass, and from 11% by mass to 18% by mass. More preferably, it is 12% by mass or more and 18% by mass or less, and particularly preferably 12% by mass or more and 17% by mass or less.
  • the content of sodium sulfate relative to the total amount of the coagulating liquid is 10% by mass or more, a sufficient coagulating speed can be obtained, and an increase in cost due to capital investment can be avoided.
  • the content of sodium sulfate is 20% by mass or less based on the total amount of the coagulating liquid, yarn breakage generated at the interface between the dope liquid and the coagulated yarn (yarn) due to rapid coagulation of the dope liquid can be avoided.
  • the content of water with respect to the total amount of the coagulating liquid in the above case is preferably from 60% by mass to 80% by mass, and more preferably from 60% by mass to 70% by mass from the viewpoint of improving the recovery efficiency of the solvent. Is more preferable.
  • the concentration of the aqueous sodium sulfate solution is preferably from 10% by mass to 22% by mass, more preferably from 10% by mass to 20% by mass, and preferably from 12% by mass to 20% by mass.
  • the content is more preferably not more than 14% by mass and not more than 20% by mass, and particularly preferably not less than 16% by mass and not more than 20% by mass.
  • the content of the aqueous sodium sulfate solution is 22% by mass or less, it is possible to avoid yarn breakage occurring at the interface between the dope solution and the coagulated yarn (yarn) due to rapid coagulation of the dope solution.
  • the content of the salt may be, for example, from 0.1 mol / L to 1.6 mol / L, and from 0.1 mol / L to 1. It may be 3 mol / L or less.
  • the aqueous solution contained in the coagulating liquid of the present embodiment is, for example, an aqueous carboxylic acid solution, an aqueous hydrogen carbonate solution, an aqueous formate solution, an aqueous acetate solution, an aqueous chloride solution, an aqueous sulfate solution, an aqueous hydrogen phosphate solution, or an aqueous citrate solution. , Brackish water, seawater, and a mixed solution thereof.
  • the aqueous solution contained in the coagulating solution of the present embodiment includes, for example, an aqueous citric acid solution, an aqueous formic acid solution, an aqueous sodium hydrogen carbonate solution, an aqueous sodium formate solution, an aqueous sodium acetate solution, an aqueous sodium chloride solution, an aqueous sodium sulfate solution, an aqueous ammonium sulfate solution, and phosphoric acid. It may be selected from the group consisting of aqueous potassium hydrogen, aqueous calcium chloride, aqueous sodium citrate, brackish water, seawater, and mixtures thereof.
  • the coagulating liquid before contacting the spinning solution may or may not contain an organic solvent. Further, even when the coagulating liquid before contacting the spinning dope does not contain an organic solvent, in the process of contacting the spinning dope with the coagulating liquid, the organic solvent may be dissolved in the coagulating liquid from the contacted spinning dope. is there.
  • the content of the organic solvent contained in the coagulation solution was calculated based on the total mass of the coagulation solution (when the organic solvent was dissolved in the coagulation solution from the spinning solution) 0% by mass to 40% by mass, 0% by mass to 30% by mass, with 100% by mass as the total content of the coagulating solution before contacting the spinning solution and the organic solvent dissolved in the coagulating solution from the spinning solution.
  • the content of the organic solvent contained in the coagulation solution may be 10% by mass or more and 40% by mass or less, or 15% by mass or more and 40% by mass or less, with the total mass of the coagulation solution being 100% by mass. It may be 20% by mass or more and 40% by mass or less.
  • the content of the organic solvent is within the above range, the ability of the structural protein to form fibers is further improved.
  • the organic solvent formic acid, DMSO or HFIP is preferable, and formic acid is more preferable.
  • the pH of the aqueous solution contained in the coagulating liquid may be from 0.25 to 10.00, and may be from 0.25 to 9.50.
  • the pH of the aqueous acid solution in the coagulation liquid may be, for example, from 0.25 to less than 7.00, from 0.50 to less than 7.00, from 1.00 to less than 7.00, It may be from 1.50 to less than 7.00, may be from 2.00 to less than 7.00, and may be from 3.00 to less than 7.00.
  • the pH of the salt aqueous solution in the coagulation solution may be, for example, 0.50 to 10.00, 1.00 to 10.00, 2.00 to 10.00, and 3.00. 110.00, 3.50 ⁇ 10.00, 4.00110.00, 4.50 ⁇ 10.00, 5.00 ⁇ 10 0.000, 5.50 to 10.00, 6.00 to 10.00, 6.50 to 10.00, 6.50 to 9.50 It may be.
  • the content of the water or the aqueous solution in the coagulation liquid is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more based on the total amount of the coagulation solution. Particularly preferred is 95% by mass or more.
  • the content of the water or the aqueous solution in the coagulation liquid may be, for example, from 60% by mass to 100% by mass, from 70% by mass to 100% by mass, and It may be not less than 100% by mass and not less than 95% by mass and not more than 100% by mass.
  • the coagulating liquid may contain formic acid.
  • the content of formic acid with respect to the total amount of the coagulating liquid is preferably 15 to 25% by mass, more preferably 16 to 25% by mass, and more preferably 16 to 24% by mass, from the viewpoint of improving the solvent recovery efficiency. More preferably, it is particularly preferably 18 to 24% by mass.
  • the temperature of the coagulating liquid may be room temperature, may be 0 ° C to 90 ° C, may be 0 ° C to 80 ° C, may be 5 ° C to 80 ° C, may be 10 ° C to 80 ° C, Well, it may be 15 ° C to 80 ° C, may be 20 ° C to 80 ° C, may be 25 ° C to 80 ° C, may be 30 ° C to 80 ° C, and may be 40 ° C to 80 ° C. Well, 50 ° C. to 80 ° C., 60 ° C. to 80 ° C., 70 ° C. to 80 ° C., 20 ° C. to 70 ° C., 30 ° C. to 70 ° C.
  • the lower limit of the temperature of the coagulation liquid may be at least the melting point of the organic solvent contained in the spinning dope, and the upper limit of the temperature may be at most the boiling point of the organic solvent contained in the spinning dope.
  • the temperature of the coagulating liquid is preferably 55 ° C.
  • the temperature of the coagulation liquid is 35 ° C. or more, an appropriate desolvation rate can be obtained, and the productivity can be further improved.
  • the temperature of the coagulation liquid is 65 ° C. or lower, rapid softening due to the heating of the dope liquid in the coagulation liquid can be prevented.
  • the coagulation liquid may further contain the above-described dissolution accelerator that can be added to the spinning dope.
  • the method for producing a protein fiber according to this embodiment can be produced by a known wet spinning method and dry-wet spinning method. That is, in the spinning step, the above-described spinning solution is brought into contact with the above-described coagulating solution to coagulate the protein.
  • the method for producing a protein fiber of the present embodiment, including the spinning step, can be performed using, for example, a spinning apparatus shown in FIG.
  • FIG. 4 is an explanatory view schematically showing an example of a spinning device for producing protein fibers.
  • the spinning device 10 shown in FIG. 4 is an example of a spinning device for wet spinning, and includes an extruder 1, a coagulation bath 20, a washing bath (drawing bath) 21, and a drying device 4 in this order from the upstream side. ing.
  • the extrusion device 1 has a storage tank 7 in which a stock spinning solution (dope solution) 6 is stored.
  • the coagulation liquid 11 is stored in the coagulation bath 20.
  • the stock spinning solution 6 is pushed out from a nozzle 9 provided in the coagulating liquid 11 by a gear pump 8 attached to the lower end of the storage tank 7.
  • the extruded spinning solution 6 is supplied (introduced) into the coagulation solution 11 in the coagulation bath 20.
  • the solvent is removed from the spinning solution in the coagulating solution 11 to coagulate the spider silk protein.
  • the coagulated spider silk protein is guided to the washing bath 21 and washed by the washing liquid 12 in the washing bath 21, and then to the drying device 4 by the first nip roller 13 and the second nip roller 14 installed in the washing bath 21. Is sent. At this time, for example, if the rotation speed of the second nip roller 14 is set higher than the rotation speed of the first nip roller 13, the protein fibers 36 drawn at a magnification corresponding to the rotation speed ratio are obtained.
  • the protein fiber stretched in the washing liquid 12 is separated from the inside of the washing bath 21, dried when passing through the drying device 4, and then wound up by a winder. In this way, the protein fiber is finally obtained by the spinning device 10 as the wound material 5 wound on a winder.
  • 18a to 18g are yarn guides.
  • the temperature of the coagulating liquid 11 is not particularly limited, but is 80 ° C or less, 70 ° C or less, 60 ° C or less, 50 ° C or less, 40 ° C or less, 30 ° C or less, 25 ° C or less, 20 ° C or less, 10 ° C or less, or 5 ° C or less. C. or lower. From the viewpoint of workability, cooling cost, etc., the temperature is preferably 0 ° C. or higher.
  • the temperature of the coagulation liquid 11 can be adjusted by using, for example, a spinning device 10 including a coagulation bath 20 having a heat exchanger therein and a cooling circulation device.
  • the temperature is adjusted within the above range by heat exchange between the coagulation liquid 11 and the heat exchanger.
  • a cooling circulator For example, by flowing a medium cooled to a predetermined temperature by a cooling circulator through a heat exchanger installed in a coagulation bath, the temperature is adjusted within the above range by heat exchange between the coagulation liquid 11 and the heat exchanger. Can be. In this case, more efficient cooling becomes possible by circulating the solvent used for the coagulation liquid 11 as a medium.
  • a plurality of coagulation baths in which coagulation liquid is stored may be provided.
  • the coagulated artificial structural protein after leaving the coagulation bath or the washing bath, may be wound by a winder as it is, or may be passed through a drying device, dried, and then wound by a winder. .
  • the distance that the coagulated artificial structural protein passes through the coagulation solution may be determined according to the extrusion speed (discharge speed) of the spinning stock solution from the nozzle, as long as the solvent can be efficiently removed. .
  • the residence time of the coagulated artificial structural protein (or undiluted spinning solution) in the coagulating liquid is determined according to the distance that the coagulated artificial structural protein passes through the coagulating liquid, the extrusion speed of the undiluted spinning liquid from the nozzle, and the like. It may be.
  • the method for producing an artificially structured protein fiber of the present embodiment may further include a step of stretching the coagulated artificially structured protein (stretching step).
  • stretching step examples include wet heat stretching and dry heat stretching.
  • the stretching step may be performed, for example, in the coagulation bath 20 or in the washing bath 21.
  • the stretching step can also be performed in air.
  • the stretching performed in the washing bath 21 may be so-called wet heat stretching performed in hot water, in a solution obtained by adding an organic solvent or the like to warm water, or the like.
  • the temperature for wet heat stretching is preferably from 50 to 90 ° C. When the temperature is 50 ° C. or higher, the pore diameter of the yarn can be stably reduced. When the temperature is 90 ° C. or lower, the temperature can be easily set and spinning stability is improved.
  • the temperature is more preferably from 75 to 85 ° C.
  • Wet heat stretching can be performed in warm water, a solution obtained by adding an organic solvent or the like to warm water, or steam heating.
  • the temperature may be, for example, 40 to 200 ° C., 50 to 180 ° C., 50 to 150 ° C., or 75 to 90 ° C.
  • the draw ratio in wet heat drawing is, for example, 1 to 30 times, 2 to 25 times, 2 to 20 times, or 2 to 20 times the undrawn yarn (or pre-drawn yarn). It may be up to 15 times, 2 to 10 times, 2 to 8 times, 2 to 6 times, or 2 to 4 times. However, the draw ratio is not limited as long as the desired properties such as fiber thickness and mechanical properties can be obtained.
  • Dry heat drawing can be performed using a device such as a contact-type hot plate and a non-contact type furnace, but it is not particularly limited, and the fiber is heated to a predetermined temperature, and Any device can be used as long as it can stretch at a magnification.
  • the temperature may be, for example, 100 ° C to 270 ° C, 140 ° C to 230 ° C, 140 ° C to 200 ° C, 160 ° C to 200 ° C, 160 ° C to 180 ° C. ° C.
  • the draw ratio in the dry heat drawing step may be, for example, 1 to 30 times, 2 to 30 times, or 2 to 20 times with respect to the undrawn yarn (or pre-drawn yarn). It may be 3 to 15 times, preferably 3 to 10 times, more preferably 3 to 8 times, and even more preferably 4 to 8 times. However, the draw ratio is not limited as long as the desired properties such as fiber thickness and mechanical properties can be obtained.
  • the wet heat stretching and the dry heat stretching may be performed individually, or may be performed in multiple stages or in combination. That is, as the stretching step, 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 further performed.
  • wet heat stretching and dry heat stretching can be performed in an appropriate combination such as dry heat stretching.
  • the lower limit of the final draw ratio of the artificially-structured protein fiber that has undergone the drawing step is preferably 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, or 5-fold with respect to the undrawn yarn (or pre-drawn yarn). It may be any of 6 times, 7 times, 8 times, or 9 times.
  • the upper limit of the final drawing ratio of the modified fibroin fiber after the drawing step is preferably 40 times, 30 times, 20 times, 15 times, 14 times, 13 times, 12 times, 11 times, or 10 times. It may be any one. Also, for example, the final stretching magnification may be 3 to 40 times, 3 to 30 times, 5 to 30 times, 5 to 20 times, or 5 to 15 times. And may be 5 to 13 times.
  • the draw ratio is not limited as long as the desired properties such as fiber thickness and mechanical properties can be obtained.
  • the shape of the spinneret, the shape of the holes, the number of holes, and the like are not particularly limited, and can be appropriately selected according to the desired fiber diameter, the number of single yarns, and the like.
  • an oil agent may be added to the undrawn yarn (or pre-drawn yarn) or drawn yarn, if necessary, for the purpose of imparting antistatic properties, convergence, lubricity, and the like.
  • the type of oil agent to be applied, the amount to be applied, and the like are not particularly limited, and can be appropriately adjusted in consideration of the use of the fiber, the handleability of the fiber, and the like.
  • the hole diameter of the spinneret can be, for example, 0.01 mm or more and 0.6 mm or less.
  • the hole diameter is 0.01 mm or more, the pressure loss can be reduced and the equipment cost can be reduced.
  • the pore diameter is 0.6 mm or less, it is possible to reduce the necessity of a stretching operation for reducing the fiber diameter, and it is possible to reduce the possibility of stretching breakage from discharge to winding.
  • the temperature of the spinning dope when passing through the spinneret and the temperature of the spinneret are not particularly limited, and may be appropriately adjusted depending on the concentration and viscosity of the spinning dope used, the type of organic solvent, and the like.
  • the temperature is preferably from 30 ° C. to 100 ° C. from the viewpoint of preventing structural proteins from deteriorating.
  • the temperature is preferably set to an upper limit of a temperature lower than the boiling point of the solvent to be used, from the viewpoint of reducing the pressure increase due to the volatilization of the solvent and the possibility of causing a blockage in the pipe due to solidification of the spinning solution. . This improves the process stability.
  • the production method according to the present embodiment further includes a step of filtering the spinning stock solution before discharging the spinning stock solution (filtration step) and / or a step of defoaming the spinning stock solution before discharging (defoaming step). You may.
  • the physical properties of the artificial structural protein fiber can be measured and evaluated as follows.
  • the fineness and the elongation of the fiber sampled at random were measured using “FAVIMAT” which is a single yarn strength / elongation measuring device manufactured by Texttechno, and the average value was measured. calculate.
  • the conditions for measuring the strength and elongation are preferably a load cell capacity of 210 cN, a gauge length of 20 mm, and a tensile speed of 10 mm / min.
  • breaking strength [g / d] breaking strength
  • the elongation at break is defined as breaking elongation [%]
  • the horizontal axis is strain [%]
  • the vertical axis is stress [g / d].
  • the value obtained by multiplying the numerical value of the area surrounded by the stress-strain curve and the horizontal axis by the density [kg / m 3 ] is defined as toughness [MJ / m 3 ].
  • the shrinkage can be evaluated using, for example, a shrinkage ratio obtained by the following method as an index.
  • a plurality of artificial protein fibers having a length of about 30 cm are bundled into a fiber bundle having a fineness of 150 denier.
  • a 0.8 g lead weight is attached to this fiber bundle, and in this state, the fiber bundle is immersed in water at 40 ° C. for 90 seconds to shrink. Thereafter, each fiber bundle is taken out of the water, dried with a 0.8 g lead weight attached, and the length of each dried fiber bundle is measured.
  • the contraction rate is calculated according to the following equation.
  • L 0 indicates the length of the fiber before contact with water (after spinning) (here, 30 cm)
  • L D indicates the length of the fiber after contraction (the fiber dried after impregnation with water). Show.
  • Shrinkage [%] ⁇ 1- (L D / L 0 ) ⁇ ⁇ 100
  • the protein fiber according to the present embodiment is a woven fabric as a fiber (a long fiber, a short fiber, a monofilament, a multifilament, or the like) or a yarn (a spun yarn, a twisted yarn, a false twisted yarn, a processed yarn, a mixed fiber, a mixed yarn, or the like).
  • Knits, braids or non-woven fabrics paper and cotton. It can also be applied to high strength applications such as ropes, surgical sutures, hemostats, flexible fasteners for electrical components, and bioactive materials for implantation (eg, artificial ligaments and aortic bands). These can be manufactured by a known method.
  • a modified fibroin having SEQ ID NO: 53 (hereinafter, also referred to as “PRT1103”), a modified fibroin having SEQ ID NO: 54 (hereinafter, also referred to as “PRT1104”), and a modified fibroin having SEQ ID NO: 55 (hereinafter, “PRT1104”).
  • PRT1107 “), a modified fibroin having SEQ ID NO: 56 (hereinafter, also referred to as” PRT1083 "), and a modified fibroin having SEQ ID NO: 57 (hereinafter, also referred to as” PRT1125 ").
  • keratin protein having SEQ ID NO: 58 (hereinafter, also referred to as “PRT855”), collagen protein having SEQ ID NO: 59 (hereinafter, also referred to as “PRT537”), and resilin protein having SEQ ID NO: 60 as artificial structural proteins (Hereinafter also referred to as “PRT366”) and interferon ⁇ having SEQ ID NO: 61 (hereinafter also referred to as “PRT662”).
  • amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 44 is an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9 (an amino acid sequence before the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 42 is added to the C-terminus) for the purpose of improving hydrophobicity.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 15 has an amino acid sequence obtained by substituting, inserting and deleting amino acid residues with respect to the amino acid sequence of fibroin derived from Nephila clavipes for the purpose of improving productivity. And an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 12 (tag sequence and hinge sequence) at the N-terminus.
  • the amino acid sequence (PRT1103) represented by SEQ ID NO: 53 has a structure in which the tyrosine residue (Y) in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 (Met-PRT410) is substituted with a phenylalanine residue (F), and a serine residue (S ) Is obtained by substituting the alanine residue (A) or glycine residue (G) for the most part, and further adding a tag sequence to the N-terminus.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 54 (PRT1104) is obtained by substituting most of the serine residue (S) of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 with an alanine residue (A) or a glycine residue (G). , And a tag sequence added to the N-terminus.
  • the amino acid sequence (PRT1107) represented by SEQ ID NO: 55 is obtained by replacing the serine residue (S) of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 31 (Met-PRT918) with an alanine residue (A), a valine residue (V), and a leucine residue.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 56 (PRT1083) is obtained by replacing the proline residue (P) of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 31 (Met-PRT918) with a threonine residue (T) or a leucine residue (L) And a tag sequence added to the N-terminus.
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 58 (PRT855) is obtained by substituting leucine or valine for alanine or glycine with respect to the amino acid sequence consisting of the 1st to 292nd amino acid residues from the N-terminus of PRT798 (SEQ ID NO: 49) It has an amino acid sequence obtained by repeating the amino acid sequence obtained by substituting the amino acid sequence consisting of GAAAAAAG (SEQ ID NO: 62) with substitution of 3 amino acid residues of the 1st to 246th amino acid residues from the N-terminal to the sequence.
  • the seed culture solution was added to a jar fermenter to which 500 mL of a production medium (Table 6) had been added so that the OD 600 was 0.05.
  • the temperature of the culture was maintained at 37 ° C., and the culture was performed at a constant pH of 6.9. Further, the concentration of dissolved oxygen in the culture solution was maintained at 20% of the saturated concentration of dissolved oxygen.
  • a feed solution (455 g / 1 L of glucose, Yeast Extract 120 g / 1 L) was added at a rate of 1 mL / min.
  • the temperature of the culture was maintained at 37 ° C., and the culture was performed at a constant pH of 6.9. Further, 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. Thereafter, 1M isopropyl- ⁇ -thiogalactopyranoside (IPTG) was added to the culture solution to a final concentration of 1 mM to induce the expression of the modified fibroin.
  • IPTG isopropyl- ⁇ -thiogalactopyranoside
  • the culture was centrifuged to collect the cells.
  • SDS-PAGE was performed using the cells prepared from the culture solution before and after the addition of IPTG, and the expression of the desired artificial structural protein was revealed by the appearance of the band of the desired modified fibroin size dependent on the addition of IPTG. confirmed.
  • the precipitate after washing is suspended in 8 M guanidine buffer (8 M guanidine hydrochloride, 10 mM sodium dihydrogen phosphate, 20 mM NaCl, 1 mM Tris-HCl, pH 7.0) so as to have a concentration of 100 mg / mL, and then suspended at 60 ° C. For 30 minutes with a stirrer to dissolve. After dissolution, dialysis was performed with water using a dialysis tube (cellulose tube 36/32 manufactured by Sanko Junyaku Co., Ltd.).
  • the white aggregated protein obtained after the dialysis is collected by centrifugation, the moisture is removed by a freeze dryer, and the freeze-dried powder is collected to obtain the modified fibroin (PRT966, PRT799, PRT918PRT826, PRT853, PRT1104, PRT705, PRT1125, PRT1103, PRT1107 and PRT1083), PRT855 (keratin protein), PRT537 (collagen protein), PRT366 (resilin protein) and PRT662 (interferon ⁇ ) were obtained.
  • modified fibroin PRT966, PRT799, PRT918PRT826, PRT853, PRT1104, PRT705, PRT1125, PRT1103, PRT1107 and PRT1083
  • PRT855 keratin protein
  • PRT537 collagen protein
  • PRT366 resilin protein
  • PRT662 interferon ⁇
  • (1-2) Dope Solution Discharge Test Fill the dope solution obtained in (1-1) into a 10 ml syringe, discharge the solution into the coagulation solution from a nozzle having a nozzle diameter of 0.2 ⁇ m, and remove the modified fibroin at room temperature. Coagulated. The coagulated fibrils were wound at a linear velocity of 2.39 m / min. The obtained fibrils were observed, and the fiber forming ability was visually determined. The extrusion rate of the dope was 0.075 ml / min.
  • the type of coagulation liquid used is as shown in Table 7.
  • Brackish water is brackish water collected at the mouth of Sakata City, Yamagata Prefecture, and seawater is seawater collected from the ocean in Kamo City, Yamagata Prefecture.
  • the concentrations [wt%] of brackish water and seawater indicate approximate values of the concentrations of all solutes.
  • the mixed solutions of Test Examples 26 to 28 are based on the assumption that formic acid in the spinning stock solution that has come into contact with the aqueous sodium chloride solution is dissolved, and the ratio of the total mass (mixed solution) of the coagulating solution to the aqueous solution of sodium chloride 60 % To 80% by mass and formic acid 20% to 40% by mass.
  • the formic acid aqueous solution of Test Example 29 is based on the assumption that the formic acid in the spinning stock solution that has come into contact with water is dissolved, and the ratio of the total mass (mixed solution) of the coagulating solution is determined by using 80% by mass of water and 20% by mass of formic acid. %.
  • Table 7 shows the evaluation results of the fiber forming ability.
  • the evaluation criteria of the fiber forming ability are as shown below.
  • flexible fibers could be formed using any of water, an aqueous acid solution, an aqueous salt solution, and a mixed solution (Test Examples 1 to 26).
  • the coagulating solution was a salt solution
  • flexible and homogeneous fibers could be formed, and extremely good fiber-forming ability was exhibited (Test Examples 4 to 26).
  • Test Examples 4 to 26 By using inexpensive water, aqueous sodium chloride solution, brackish water, and seawater which are rich in resources for the coagulation liquid, it is possible to greatly reduce the production cost.
  • flexible fibers could be formed even when the organic solvent in the contacting spinning solution was dissolved in the coagulation solution (Test Examples 27 to 30).
  • the coagulating solution in which formic acid was dissolved was an aqueous sodium chloride solution
  • flexible and homogeneous fibers could be formed (Test Examples 28 to 30).
  • the average HI in Table 8 is a value calculated by calculating the sum of the hydrophobicity indexes (HI) of all the amino acid residues constituting the structural protein and then dividing the sum by the total number of amino acid residues. .
  • This is a value calculated by calculating a hydrophobicity index of an amino acid sequence (a sequence including a tag sequence and a hinge sequence) described in the sequence listing. :: Fibers are formed and solidification is good. ⁇ : Fiber is formed, but the coagulation property is low. ⁇ : Dope solution gelled or solute was not soluble
  • the strength at break was defined as breaking strength [g / d]
  • the elongation at break was defined as breaking elongation [%].
  • the density [kg / m 3 ] was multiplied by the numerical value of the area enclosed by the stress-strain curve and the horizontal axis, where the horizontal axis is strain [%] and the vertical axis is stress [g / d].
  • the value was defined as toughness [MJ / m 3 ].
  • the modified fibroin (PRT966) density was 1.34 [g / cm 3 ].
  • the toughness values in Tables 11 and 12 are relative values when the toughness of the modified fibroin fiber of Comparative Example 3 (fiber produced using 100% methanol in the coagulation bath) is 100.
  • the relative values of the toughness in Test Example 44 (aqueous potassium chloride solution) and Test Example 47 (aqueous sodium sulfate solution) in Table 11 and the toughness in Table 12 are shown when the coagulation bath temperature is 60 ° C.
  • aqueous carboxylate aqueous sodium citrate and sodium formate
  • aqueous chloride potassium chloride, sodium chloride and calcium chloride
  • aqueous sulfate sodium sulfate and ammonium sulfate
  • Modified fibroin fibers (Test Examples 31 to 40) produced using an aqueous solution of oxyhydrogen salt (buffer solution) and mixed solutions (brine and seawater) and modified fibroin fibers produced using water as a coagulating liquid (Test Examples) 41) has an effect that the elongation is further improved as compared with the modified fibroin fiber (Comparative Example 2) manufactured using methanol as the coagulating liquid, and an unexpectedly excellent result can be obtained.
  • Comparative Example 2 manufactured using methanol as the coagulating liquid
  • modified fibroin fibers produced using a mixed aqueous solution of sodium chloride aqueous solution and formic acid as a coagulating liquid (Test Examples 43 to 44), and modified fibroin produced using a mixed aqueous solution of water and formic acid as a coagulating liquid Fibers (Test Examples 45 to 46) exhibited an effect that the elongation was further improved as compared with the modified fibroin fiber (Comparative Example 2) manufactured using methanol as the coagulating liquid at any mixing ratio. Recognized and unexpected results were obtained.
  • the coagulating solution contains aqueous carboxylate (aqueous sodium citrate and aqueous sodium formate), aqueous chloride (aqueous potassium chloride and aqueous sodium chloride), aqueous sulfate (aqueous sodium sulfate and aqueous ammonium sulfate), phosphorus Modified fibroin fiber manufactured using a buffer solution of acid salt, mixed solution (brine water and seawater) (Test Examples 47 to 56), and modified fibroin fiber manufactured using water as a coagulating solution (Test Example 56)
  • the effect that the toughness value was further improved was recognized, and unexpectedly excellent results could be obtained.
  • modified fibroin fibers produced using a mixed aqueous solution of sodium chloride aqueous solution and formic acid as a coagulating liquid (Test Examples 58 to 59) and modified fibroin fibers produced using a mixed aqueous solution of water and formic acid as a coagulating liquid
  • Test Examples 60 to 61 the effect that the toughness value was further improved as compared with the modified fibroin fiber produced using methanol as the coagulating liquid (Comparative Example 3) was observed at any mixing ratio. The result was unexpected and excellent.
  • the modified fibroin fiber obtained in the above (2) was bundled to a length of about 30 cm to obtain a fibroin fiber bundle having a fineness of 150D.
  • a 0.8 g lead weight was attached to each fibroin fiber bundle, and in this state, the fiber bundle was immersed in water at 40 ° C. for 90 seconds to shrink. Thereafter, each fiber bundle was taken out of the water, dried with a 0.8 g lead weight attached, and the length of each dried fiber bundle was measured.
  • the shrinkage was calculated according to the following equation. Incidentally, L 0 is prior to contacting with water the length of the modified fibroin fiber (after spinning) shows a (30 cm in this case), L D is the length of fiber after shrinkage (fibers dried after impregnated in water) Indicates
  • Tables 11 and 12 show the shrinkage ratio of each modified fibroin fiber.
  • the values of the shrinkage in Tables 13 and 14 are relative to the shrinkage (17.0%) of the modified fibroin fiber of Comparative Example 4 (fiber manufactured using methanol in the coagulation bath), which is 100. Indicated by value.
  • the values of Test Example 64 (aqueous potassium chloride solution) and Test Example 73 (aqueous sodium sulfate solution) in Table 13 and the shrinkage ratio in Table 14 are shown when the coagulation bath temperature is 60 ° C.
  • aqueous carboxylate aqueous sodium citrate and aqueous sodium formate
  • aqueous chloride aqueous potassium chloride and aqueous sodium chloride
  • aqueous sulphate aqueous sodium sulfate and ammonium sulfate
  • phosphorus The modified fibroin fiber produced using an aqueous acid salt solution and a mixed solution (brine water and seawater) (Test Examples 62 to 76) and the modified fibroin fiber produced using water as a coagulating liquid (Test Example 77) were mixed with a coagulating liquid.
  • an excellent effect of reducing the shrinkage ratio to water was observed, and unexpectedly excellent results were obtained.
  • modified fibroin fibers produced using a mixed aqueous solution of sodium chloride aqueous solution and formic acid as a coagulating liquid (Test Examples 78 to 80), and modified fibroin produced using a mixed aqueous solution of water and formic acid as a coagulating liquid
  • the fibers (Test Examples 81 to 82) showed an excellent effect of reducing the shrinkage ratio to water as compared with the modified fibroin fibers manufactured using methanol as the coagulating liquid (Comparative Example 4) at any mixing ratio. The result was unexpected and excellent.
  • Reference Example 1 Flammability test of modified fibroin A freeze-dried powder of modified fibroin (PRT799) was added to a solution of lithium chloride in dimethylsulfoxide (concentration: 4.0% by mass) to a concentration of 24% by mass, and a shaker was added. Used and mixed for 3 hours to dissolve. Thereafter, insolubles and bubbles were removed to obtain a modified fibroin solution (spinning stock solution).
  • the obtained spinning stock solution was heated to 90 ° C., filtered through a metal filter having a mesh size of 5 ⁇ m, and allowed to stand in a 30 mL stainless syringe to remove bubbles. % Methanol was discharged into a coagulation bath. The discharge temperature was 90 ° C. After coagulation, the obtained raw yarn was wound and air-dried to obtain a modified fibroin fiber (raw fiber).
  • a knitted fabric (thickness: 180 denier, gauge number: 18) was manufactured by circular knitting using a circular knitting machine by using a twisted yarn obtained by twisting raw fibers. 20 g of the obtained knitted fabric was cut out and used as a test piece.
  • the flammability test was based on the “Test method for powdery or granular synthetic resin with low melting point” described in “Firefighting Criterion No. 50 (dated May 31, 1995)”. The test was performed under the conditions of a temperature of 22 ° C., a relative humidity of 45%, and an air pressure of 1021 hPa. Table 15 shows the measurement results (oxygen concentration (%), burning rate (%), reduced burning rate (%)).
  • the knitted fabric made of the modified fibroin (PRT799) fiber had a limiting oxygen index (LOI) value of 27.2.
  • LOI limiting oxygen index
  • the LOI value is 26 or more, it is known to be flame retardant. It can be seen that the modified fibroin has excellent flame retardancy.
  • Reference Example 2 Evaluation of heat generation by moisture absorption of modified fibroin A freeze-dried powder of modified fibroin was added to a solution of lithium chloride in dimethyl sulfoxide (concentration: 4.0% by mass) to a concentration of 24% by mass, and a shaker was used. And mixed for 3 hours to dissolve. Thereafter, insolubles and bubbles were removed to obtain a modified fibroin solution (spinning stock solution).
  • the obtained spinning dope was heated to 60 ° C., filtered through a metal filter having a mesh size of 5 ⁇ m, and then left standing in a 30 mL stainless syringe to remove bubbles. % Methanol was discharged into a coagulation bath. The discharge temperature was 60 ° C. After coagulation, the obtained raw yarn was wound and air-dried to obtain a modified fibroin fiber (raw fiber).
  • Table 16 shows the thickness and the number of gauges 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 same cover factor as the knitted fabric of the modified fibroin fiber was obtained. Specifically, it is as follows.
  • test piece Two knitted fabrics cut to 10 cm ⁇ 10 cm were aligned, and four sides were sewn to obtain a test piece (sample). After leaving the test specimen in a low humidity environment (temperature 20 ⁇ 2 ° C, relative humidity 40 ⁇ 5%) for 4 hours or more, it was moved to a high humidity environment (temperature 20 ⁇ 2 ° C, relative humidity 90 ⁇ 5%) The temperature was measured at 1 minute intervals for 30 minutes using a temperature sensor attached to the center of the inside.
  • FIG. 5 is a graph showing an example of the results of the moisture absorption and heat generation test.
  • the horizontal axis of the graph represents the time (minute) of leaving the sample in the high humidity environment as 0 when the time when the sample was transferred from the low humidity environment to the high humidity environment.
  • the vertical axis of the graph indicates the temperature (sample temperature) measured by the temperature sensor.
  • the point indicated by M corresponds to the maximum value of the sample temperature.
  • Table 16 shows the calculation results of the maximum moisture absorption and heat generation of each knitted fabric.
  • the modified fibroin (PRT918 and PRT799) has a higher maximum heat of moisture absorption and is superior in heat generation by moisture absorption as compared with existing materials.
  • Reference Example 3 Evaluation of heat retention of modified fibroin A freeze-dried powder of modified fibroin was added to a solution of lithium chloride in dimethylsulfoxide (concentration: 4.0% by mass) to a concentration of 24% by mass, and the mixture was shaken using a shaker. The mixture was dissolved by mixing for 3 hours. Thereafter, insolubles and bubbles were removed to obtain a modified fibroin solution (spinning stock solution).
  • the obtained spinning dope was heated to 60 ° C., filtered through a metal filter having a mesh size of 5 ⁇ m, and then left standing in a 30 mL stainless syringe to remove bubbles. % Methanol was discharged into a coagulation bath. The discharge temperature was 60 ° C. After coagulation, the obtained raw yarn was wound and air-dried to obtain a modified fibroin fiber (raw fiber).
  • a knitted fabric was manufactured by flat knitting using a flat knitting machine.
  • the count, the number of twists, the number of gauges, and the basis weight of the knitted fabric using the PRT966 fiber or the PRT799 fiber are as shown in Table 18.
  • the knitted fabric using other raw material fibers was adjusted to have almost the same cover factor as the knitted fabric of the modified fibroin fiber. Specifically, it is as follows.
  • the heat retention was evaluated using a KES-F7 Thermolab II tester manufactured by Kato Tech Co., Ltd., using a dry contact method (a method assuming that the skin and clothing directly touched in a dry state).
  • a dry contact method a method assuming that the skin and clothing directly touched in a dry state.
  • One knitted fabric cut into a rectangle of 20 cm ⁇ 20 cm was used as a test piece (sample).
  • the test piece was set on a hot plate set at a constant temperature (30 ° C.), and the amount of heat (a) radiated through the test piece was determined under the condition of a wind speed in the wind tunnel of 30 cm / sec. Without setting the test piece, the amount of heat (b) radiated under the same conditions as above was determined, and the heat retention (%) was calculated according to the following formula B.
  • Insulation index Insulation rate (%) / Sample weight (g / m 2 )
  • Table 18 shows the results of calculating the heat retention index. The higher the heat retention index, the more the material can be evaluated as having excellent heat retention.
  • the modified fibroin (PRT966 and PRT799) has a high heat retention index and is excellent in heat retention as compared with existing materials.
  • modified spider silk fibroin As shown in Reference Examples 1 to 3, when the modified fibroin is modified spider silk fibroin, the heat retention, the moisture absorption and heat generation and / or the flame retardancy can be more excellent.
  • modified spider silk fibroin as a protein, water or an aqueous solution having a pH of from 0.25 to pH 10.00 (in particular, aqueous sodium chloride, aqueous sodium sulfate, aqueous ammonium sulfate, aqueous potassium chloride, aqueous calcium chloride, aqueous sodium formate,
  • sodium citrate aqueous solution formic acid aqueous solution, formic acid mixed aqueous solution, brackish water and seawater
  • it is excellent in heat retention, moisture absorption and heat generation and / or flame retardancy, toughness and elongation, and shrinkage to moisture A fiber with a reduced rate can be obtained.

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Abstract

タンパク質及び有機溶媒を含有する紡糸原液を、凝固液に接触させ、上記タンパク質を凝固させる工程を含み、上記紡糸原液における上記タンパク質の含有量が、紡糸原液全量を基準として１０質量％超であり、上記凝固液が水又はｐＨ０．２５以上ｐＨ１０．００以下の水溶液を含有する、タンパク質繊維の製造方法、を開示する。

Description

タンパク質繊維の製造方法
　本発明は、タンパク質繊維の製造方法に関する。
　従来から、構造タンパク質を主成分として含むタンパク質繊維の製造方法として、ノズルから吐出させた紡糸原液を凝固浴液中で凝固させて繊維を形成させる湿式紡糸法及び乾湿式紡糸法が知られている。
　タンパク質繊維の湿式紡糸法及び乾湿式紡糸法においては、タンパク質を溶媒に溶解させたタンパク質溶液を紡糸原液（ドープ液）として使用し、紡糸原液をノズルから凝固液に押し出し、紡糸原液から溶媒を脱離させるとともに繊維形成して未延伸糸とし、タンパク質繊維を得ることが報告されている（例えば、特許文献１、特許文献２、非特許文献１、及び非特許文献２参照）。
　タンパク質繊維製造の際に凝固液に用いられる溶媒としては、メタノール、エタノール、２－プロパノール等の低級アルコールや、アセトン等のケトン類が汎用されている。例えば、再生絹タンパク質（再生絹フィブロイン）をギ酸に溶解させ、低級アルコールやアセトンの凝固液に導入して再生絹フィブロイン繊維を形成させる方法（非特許文献１）、及びＮｅｐｈｉｌａ　ｃｌａｖｉｐｅｓのＭａｓｐ１由来のアミノ酸配列を有するクモ糸フィブロインをヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）に溶解させ、メタノールの凝固液に導入してクモ糸フィブロイン繊維を形成させる方法（非特許文献２）等が報告されている。
特許第５５４０１５４号公報 特許第５５８４９３２号公報
Ｉｎｔ．Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｍａｃｒｏｍｏｌ．，３４巻，２００４年，ｐｐ．８９－１０５ ＰＮＡＳ，Ａｕｇｕｓｔ １０，２０１０，ｖｏｌ．１０７，Ｎｏ．３２，ｐｐ．１４０５９－１４０６３
　将来的に利用価値の高い素材である高分子量の構造タンパク質、例えば、絹フィブロイン、クモ糸フィブロイン、及びケラチン等を用いて、湿式紡糸法及び乾湿式紡糸法によりタンパク質繊維を製造する際、タンパク質繊維を形成させるための凝固液は極めて限られている。その中で、メタノール、エタノール、２－プロパノール等の低級アルコールや、アセトン等のケトン類は、比較的安価に入手でき、繊維形成能を有することから、構造タンパク質の凝固液として汎用されている。
　しかしながら、これらの凝固溶媒は消防法における危険物第４類に指定され、爆発・火災等の危険性を有しており、製造工程において最も大量消費される凝固溶媒としては、安全性の観点からは適当であるとは言い難い。製造コスト及び環境負荷の観点においても、さらなる負荷低減が望まれている。
　本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、水又は水溶液を含有する凝固液を用いたタンパク質繊維の製造方法を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記従来技術の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた。その結果、タンパク質及び有機溶媒を含有する紡糸原液と、水又はｐＨ０．２５以上ｐＨ１０．００以下の水溶液を含有する凝固液とを組み合わせることにより、タンパク質繊維を製造できることを見出した。
　すなわち、本発明は、例えば、以下の各発明に関する。
［１］
　タンパク質及び有機溶媒を含有する紡糸原液を、凝固液に接触させ、上記タンパク質を凝固させる工程を含み、
　上記紡糸原液における上記タンパク質の含有量が、紡糸原液全量を基準として１０質量％超であり、
　上記凝固液が水又はｐＨ０．２５以上ｐＨ１０．００以下の水溶液を含有する、タンパク質繊維の製造方法。
［２］
　上記凝固液中の水又は水溶液の含有量が、上記凝固液の全量を基準として６０質量％以上である、［１］に記載の方法。
［３］
　上記水溶液が塩水溶液、酸水溶液又はその混合溶液である、［１］又は［２］に記載の方法。
［４］
　上記酸水溶液が、カルボン酸水溶液である、［３］に記載の方法。
［５］
　上記凝固液における塩の含有量が、上記凝固液の全量を基準として０．１質量％以上である、［３］又は［４］に記載の方法。
［６］
　上記塩が、カルボン酸塩及び無機塩からなる群から選択される少なくとも１種を含む、［５］に記載の方法。
［７］
　上記無機塩が、硫酸塩、塩化物、硝酸塩、ヨウ化物塩、炭酸塩、硫酸水素塩、リン酸水素塩、炭酸水素塩及びチオシアン酸塩からなる群から選択される少なくとも１種を含む、［６］に記載の方法。
［８］
　上記無機塩が、硫酸塩、塩化物、リン酸水素塩、及び炭酸水素塩からなる群から選択される少なくとも１種を含む、［６］又は［７］に記載の方法。
［９］
　上記塩化物が、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化アンモニウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化マグネシウム、及び塩化グアニジウムからなる群から選択される少なくとも１種を含む、［７］又は［８］に記載の方法。
［１０］
　上記硫酸塩が、硫酸アンモニウム、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸リチウム、硫酸マグネシウム、及び硫酸カルシウムからなる群から選択される少なくとも１種を含む、［７］～［９］のいずれかに記載の方法。
［１１］
　上記塩水溶液が、硫酸ナトリウム水溶液、塩化ナトリウム水溶液、汽水及び海水からなる群から選択される少なくとも１種を含む、［３］～［１０］のいずれかに記載の方法。
［１２］
　凝固液に接触した紡糸原液から上記凝固液に溶解した有機溶媒の含有量が、上記凝固液における上記塩水溶液と上記凝固液に溶解した上記有機溶媒の合計含有量を１００質量％として、４０質量％以下である、［３］～［１１］のいずれかに記載の方法。
［１３］
　上記タンパク質の平均疎水性指標が－１．３超である、［１］～［１２］のいずれかに記載の方法。
［１４］
　上記タンパク質が、クモ糸タンパク質、シルクタンパク質、コラーゲンタンパク質、レシリンタンパク質、エラスチンタンパク質、及びケラチンタンパク質からなる群から選択される少なくとも１種を含む、［１］～［１３］のいずれかに記載の方法。
［１５］
　上記タンパク質が、ケラチンタンパク質又はクモ糸タンパク質である、［１］～［１４］のいずれかに記載の方法。
［１６］
　上記タンパク質が、クモ糸タンパク質である、［１］～［１５］のいずれかに記載の方法。
［１７］
　上記タンパク質の平均疎水性指標が－０．８超である、［１］～［１６］のいずれかに記載の方法。
［１８］
　凝固させたタンパク質を延伸する工程を更に備える、［１］～［１７］のいずれかに記載の方法。
［１９］
　上記有機溶媒が、ギ酸、ジメチルスルホキシド、及びヘキサフルオロイソプロパノールからなる群から選択される少なくとも１種を含む、［１］～［１８］のいずれかに記載の方法。
［２０］
　前記有機溶媒が、ギ酸及びジメチルスルホキシドからなる群から選択される少なくとも１種を含む、［１］～［１９］のいずれか１項に記載の方法。
［２１］
　上記紡糸原液が溶解促進剤をさらに含有する、［１］～［２０］のいずれかに記載の方法。
［２２］
　タンパク質及び溶媒を含有する紡糸原液を、凝固液に接触させ、上記タンパク質を凝固させる工程を含み、
　上記紡糸原液における上記タンパク質の含有量が、紡糸原液全量を基準として１０質量％超であり、
　上記凝固液が水又はｐＨ０．２５以上ｐＨ２．５０以下若しくはｐＨ７．５０以上ｐＨ１０．００以下の水溶液を含有する、タンパク質繊維の製造方法。
　本発明により、水又は水溶液を含有する凝固液を用いたタンパク質繊維の製造方法を提供することができる。水又は水溶液を含有する凝固液を用いることで、爆発・火災等の危険性、製造コスト、及び環境負荷を低減することができる。
クモ類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。 クモ類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。 クモ類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。 タンパク質繊維を製造するための紡糸装置の一例を概略的に示す説明図である。 吸湿発熱性試験の結果の一例を示すグラフである。
　以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
〔タンパク質繊維の製造方法〕
　本実施形態のタンパク質繊維の製造方法は、タンパク質及び有機溶媒を含有する紡糸原液を、凝固液に接触させ、タンパク質を凝固させる工程を含む。ここで、紡糸原液におけるタンパク質の含有量は、紡糸原液全量を基準として１０質量％超である。また、凝固液が水又はｐＨ０．２５以上ｐＨ１０．００以下の水溶液を含有する。本実施形態のタンパク質繊維の製造方法は、湿式紡糸、乾湿式紡糸等の公知の紡糸方法に準じて実施することができる。
＜紡糸原液＞
　本実施形態に係る紡糸原液は、タンパク質及び有機溶媒を含有する。
（タンパク質）
　本実施形態の製造方法に従って製造されるタンパク質繊維は、タンパク質を主成分として含む。本実施形態の紡糸原液に含まれるタンパク質は、人工的に製造されたタンパク質（人造タンパク質）であり、天然のタンパク質又はそれを精製したものではない。人工的にタンパク質を製造する方法については、特に限定されるものではなく、遺伝子組換え技術により微生物等で製造したものであってもよく、合成により製造されたものであってもよい。
　上記タンパク質は、例えば、構造タンパク質、又は当該構造タンパク質に由来する人造構造タンパク質であってもよい。構造タンパク質とは、生体内で構造、形態等を形成又は保持するタンパク質を意味する。
　構造タンパク質としては、例えば、クモ糸タンパク質（クモ糸フィブロイン等）、シルクタンパク質、コラーゲンタンパク質、レシリンタンパク質、エラスチンタンパク質、ケラチンタンパク質等を挙げることができる。
　本実施形態のクモ糸タンパク質は、天然由来のクモ糸タンパク質と改変クモ糸タンパク質（以下、「改変フィブロイン」ともいう。）とを含む。本明細書において「天然由来のクモ糸タンパク質」とは、天然由来のクモ糸タンパク質（クモ糸フィブロイン等）と同一のアミノ酸配列を有するクモ糸タンパク質を意味し、「改変クモ糸タンパク質」又は「改変フィブロイン」とは、天然由来のクモ糸タンパク質とは異なるアミノ酸配列を有するクモ糸タンパク質を意味する。
　天然由来のクモ糸タンパク質としては、例えば、大吐糸管しおり糸タンパク質、横糸タンパク質、及び小瓶状腺タンパク質等のクモ類が産生するクモ類フィブロインが挙げられる。大吐糸管しおり糸は、結晶領域と非晶領域（無定形領域とも言う。）からなる繰り返し領域を持つため、高い応力と伸縮性を併せ持つ。クモ糸の横糸は、結晶領域を持たず、非晶領域からなる繰り返し領域を持つという特徴を有する。横糸は、大吐糸管しおり糸に比べると応力は劣るが、高い伸縮性を持つ。
　大吐糸管しおり糸タンパク質は、クモの大瓶状腺で産生され、強靭性に優れるという特徴を有する。大吐糸管しおり糸タンパク質としては、例えば、アメリカジョロウグモ（Ｎｅｐｈｉｌａ　ｃｌａｖｉｐｅｓ）に由来する大瓶状腺スピドロインＭａＳｐ１及びＭａＳｐ２、並びに二ワオニグモ（Ａｒａｎｅｕｓ　ｄｉａｄｅｍａｔｕｓ）に由来するＡＤＦ３及びＡＤＦ４が挙げられる。ＡＤＦ３は、ニワオニグモの２つの主要なしおり糸タンパク質の一つである。クモ糸タンパク質は、これらのしおり糸タンパク質に由来するクモ糸タンパク質であってもよい。ＡＤＦ３に由来するクモ糸タンパク質は、比較的合成し易く、また、強伸度及びタフネスの点で優れた特性を有する。
　横糸タンパク質は、クモの鞭毛状腺（ｆｌａｇｅｌｌｉｆｏｒｍ　ｇｌａｎｄ）で産生される。横糸タンパク質としては、例えばアメリカジョロウグモ（Ｎｅｐｈｉｌａ　ｃｌａｖｉｐｅｓ）に由来する鞭毛状絹タンパク質（ｆｌａｇｅｌｌｉｆｏｒｍ　ｓｉｌｋ　ｐｒｏｔｅｉｎ）が挙げられる。
　クモ類が産生するクモ類フィブロインの更なる例として、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。
　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。
　本実施形態のクモ糸タンパク質は、例えば、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ、又は式２：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ－（Ａ）ｎモチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質であってもよい。本実施形態のクモ糸タンパク質は、ドメイン配列のＮ末端側及びＣ末端側のいずれか一方又は両方に更にアミノ酸配列（Ｎ末端配列及びＣ末端配列）が付加されていてもよい。Ｎ末端配列及びＣ末端配列は、これに限定されるものではないが、典型的には、フィブロインに特徴的なアミノ酸モチーフの反復を有さない領域であり、１００残基程度のアミノ酸からなる。
　本明細書において「ドメイン配列」とは、フィブロイン特有の結晶領域（典型的には、アミノ酸配列の（Ａ）ｎモチーフに相当する。）と非晶領域（典型的には、アミノ酸配列のＲＥＰに相当する。）を生じるアミノ酸配列であり、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ、又は式２：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ－（Ａ）ｎモチーフで表されるアミノ酸配列を意味する。ここで、（Ａ）ｎモチーフは、アラニン残基を主とするアミノ酸配列を示し、アミノ酸残基数は２～２７である。（Ａ）ｎモチーフのアミノ酸残基数は、２～２０、４～２７、４～２０、８～２０、１０～２０、４～１６、８～１６、又は１０～１６であってもよい。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、１０～３００、２０～３００、４０～３００、６０～３００、８０～３００、１０～２００、２０～２００、２０～１８０、２０～１６０、２０～１４０又は２０～１２０の整数であってもよい。複数存在する（Ａ）ｎモチーフは、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。複数存在するＲＥＰは、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。
　改変クモ糸タンパク質（改変フィブロイン）は、例えば、天然由来のクモ類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クモ類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、また天然由来のクモ類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。なお、本実施形態において、改変フィブロインとして、保温性、吸湿発熱性及び／又は難燃性にも優れることから、好ましくは改変クモ糸フィブロインが用いられる。
　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クモ類フィブロインの遺伝子配列に対し、例えば、１又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び／又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変を行うことで得ることができる。アミノ酸残基の置換、欠失、挿入及び／又は付加は、部分特異的突然変異誘発法等の当業者に周知の方法により行うことができる。具体的には、Ｎｕｃｌｅｉｃ　Ａｃｉｄ　Ｒｅｓ．１０，６４８７（１９８２）、Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｉｎ　Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ，１００，４４８（１９８３）等の文献に記載されている方法に準じて行うことができる。
　改変フィブロインの具体的な例として、クモの大瓶状腺で産生される大吐糸管しおり糸タンパク質に由来する改変フィブロイン（第１の改変フィブロイン）、グリシン残基の含有量が低減された改変フィブロイン（第２の改変フィブロイン）、（Ａ）ｎモチーフの含有量が低減された改変フィブロイン（第３の改変フィブロイン）、グリシン残基の含有量、及び（Ａ）ｎモチーフの含有量が低減された改変フィブロイン（第４の改変フィブロイン）、局所的に疎水性指標の大きい領域を含むドメイン配列を有する改変フィブロイン（第５の改変フィブロイン）、及びグルタミン残基の含有量が低減されたドメイン配列を有する改変フィブロイン（第６の改変フィブロイン）が挙げられる。
　クモの大瓶状腺で産生される大吐糸管しおり糸タンパク質に由来する改変フィブロイン（第１の改変フィブロイン）としては、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含むタンパク質が挙げられる。第１の改変フィブロインは、式１中、ｎは３～２０の整数が好ましく、４～２０の整数がより好ましく、８～２０の整数が更に好ましく、１０～２０の整数が更により好ましく、４～１６の整数が更によりまた好ましく、８～１６の整数が特に好ましく、１０～１６の整数が最も好ましい。第１の改変フィブロインは、式１中、ＲＥＰを構成するアミノ酸残基の数は、１０～２００残基であることが好ましく、１０～１５０残基であることがより好ましく、２０～１００残基であることが更に好ましく、２０～７５残基であることが更により好ましい。第１の改変フィブロインは、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるアミノ酸配列中に含まれるグリシン残基、セリン残基及びアラニン残基の合計残基数がアミノ酸残基数全体に対して、４０％以上であることが好ましく、６０％以上であることがより好ましく、７０％以上であることが更に好ましい。
　第１の改変フィブロインは、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるアミノ酸配列の単位を含み、かつＣ末端配列が配列番号１～３のいずれかに示されるアミノ酸配列、又は配列番号１～３のいずれかに示されるアミノ酸配列と９０％以上の相同性を有するアミノ酸配列である、タンパク質であってもよい。
　配列番号１に示されるアミノ酸配列は、ＡＤＦ３（ＧＩ：１２６３２８７、ＮＣＢＩ）のアミノ酸配列のＣ末端の５０残基のアミノ酸からなるアミノ酸配列と同一であり、配列番号２に示されるアミノ酸配列は、配列番号１に示されるアミノ酸配列のＣ末端から２０残基取り除いたアミノ酸配列と同一であり、配列番号３に示されるアミノ酸配列は、配列番号１に示されるアミノ酸配列のＣ末端から２９残基取り除いたアミノ酸配列と同一である。
　第１の改変フィブロインのより具体的な例として、（１－ｉ）配列番号４で示されるアミノ酸配列、又は（１－ｉｉ）配列番号４で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。
　配列番号４で示されるアミノ酸配列は、Ｎ末端に開始コドン、Ｈｉｓ１０タグ及びＨＲＶ３Ｃプロテアーゼ（Ｈｕｍａｎ　ｒｈｉｎｏｖｉｒｕｓ　３Ｃプロテアーゼ）認識サイトからなるアミノ酸配列（配列番号５）を付加したＡＤＦ３のアミノ酸配列において、第１～１３番目の反復領域をおよそ２倍になるように増やすとともに、翻訳が第１１５４番目アミノ酸残基で終止するように変異させたものである。配列番号４で示されるアミノ酸配列のＣ末端のアミノ酸配列は、配列番号３で示されるアミノ酸配列と同一である。
　（１－ｉ）の改変フィブロインは、配列番号４で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
　グリシン残基の含有量が低減された改変フィブロイン（第２の改変フィブロイン）は、そのドメイン配列が、天然由来のクモ類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、天然由来のクモ類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、天然由来のクモ類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クモ類フィブロイン（改変フィブロイン又は天然由来のクモ類フィブロイン）において、ドメイン配列から、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列を除いた配列に含まれる全てのＲＥＰから、ＸＧＸからなるアミノ酸配列を抽出する。ＸＧＸを構成するアミノ酸残基の総数がｚである。例えば、ＸＧＸからなるアミノ酸配列が５０個抽出された場合（重複はなし）、ｚは５０×３＝１５０である。また、例えば、ＸＧＸＧＸからなるアミノ酸配列の場合のように２つのＸＧＸに含まれるＸ（中央のＸ）が存在する場合は、重複分を控除して計算する（ＸＧＸＧＸの場合は５アミノ酸残基である）。ｗは、ドメイン配列から、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列を除いた配列に含まれる総アミノ酸残基数である。例えば、図１に示したドメイン配列の場合、ｗは４＋５０＋４＋１００＋４＋１０＋４＋２０＋４＋３０＝２３０である（最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフは除いている。）。次に、ｚをｗで除すことによって、ｚ／ｗ（％）を算出することができる。
　第２の改変フィブロインにおいて、ｚ／ｗは、５０．９％以上であることが好ましく、５６．１％以上であることがより好ましく、５８．７％以上であることが更に好ましく、７０％以上であることが更により好ましく、８０％以上であることが更によりまた好ましい。ｚ／ｗの上限に特に制限はないが、例えば、９５％以下であってもよい。
　第２の改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のクモ類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、天然由来のクモ類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、天然由来のクモ類フィブロインのアミノ酸配列からＲＥＰ中のグリシン残基を別のアミノ酸残基に置換したことに相当する改変に加え、更に１又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び／又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変を行ってもよい。
　上記の別のアミノ酸残基としては、グリシン残基以外のアミノ酸残基であれば特に制限はないが、バリン（Ｖ）残基、ロイシン（Ｌ）残基、イソロイシン（Ｉ）残基、メチオニン（Ｍ）残基、プロリン（Ｐ）残基、フェニルアラニン（Ｆ）残基及びトリプトファン（Ｗ）残基等の疎水性アミノ酸残基、グルタミン（Ｑ）残基、アスパラギン（Ｎ）残基、セリン（Ｓ）残基、リシン（Ｋ）残基及びグルタミン酸（Ｅ）残基等の親水性アミノ酸残基が好ましく、バリン（Ｖ）残基、ロイシン（Ｌ）残基、イソロイシン（Ｉ）残基及びグルタミン（Ｑ）残基がより好ましく、グルタミン（Ｑ）残基が更に好ましい。
　第２の改変フィブロインのより具体的な例として、（２－ｉ）配列番号６、配列番号７、配列番号８若しくは配列番号９で示されるアミノ酸配列、又は（２－ｉｉ）配列番号６、配列番号７、配列番号８若しくは配列番号９で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。
　（２－ｉ）の改変フィブロインについて説明する。配列番号６で示されるアミノ酸配列は、天然由来のクモ類フィブロインに相当する配列番号１０で示されるアミノ酸配列のＲＥＰ中の全てのＧＧＸをＧＱＸに置換したものである。配列番号７で示されるアミノ酸配列は、配列番号６で示されるアミノ酸配列から、Ｎ末端側からＣ末端側に向かって２つおきに（Ａ）ｎモチーフを欠失させ、更にＣ末端配列の手前に［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］を１つ挿入したものである。配列番号８で示されるアミノ酸配列は、配列番号７で示されるアミノ酸配列の各（Ａ）ｎモチーフのＣ末端側に２つのアラニン残基を挿入し、更に一部のグルタミン（Ｑ）残基をセリン（Ｓ）残基に置換し、配列番号７の分子量とほぼ同じとなるようにＮ末端側の一部のアミノ酸を欠失させたものである。配列番号９で示されるアミノ酸配列は、配列番号１１で示されるアミノ酸配列中に存在する２０個のドメイン配列の領域（但し、当該領域のＣ末端側の数アミノ酸残基が置換されている。）を４回繰り返した配列のＣ末端にＨｉｓタグが付加されたものである。
　配列番号１０で示されるアミノ酸配列（天然由来のクモ類フィブロインに相当）におけるｚ／ｗの値は、４６．８％である。配列番号６で示されるアミノ酸配列、配列番号７で示されるアミノ酸配列、配列番号８で示されるアミノ酸配列、及び配列番号９で示されるアミノ酸配列におけるｚ／ｗの値は、それぞれ５８．７％、７０．１％、６６．１％及び７０．０％である。また、配列番号１０、配列番号６、配列番号７、配列番号８及び配列番号９で示されるアミノ酸配列のギザ比率（後述する）１：１．８～１１．３におけるｘ／ｙの値は、それぞれ１５．０％、１５．０％、９３．４％、９２．７％及び８９．３％である。
　（２－ｉ）の改変フィブロインは、配列番号６、配列番号７、配列番号８又は配列番号９で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
　（２－ｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号６、配列番号７、配列番号８又は配列番号９で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（２－ｉｉ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。
　（２－ｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号６、配列番号７、配列番号８又は配列番号９で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有し、かつＲＥＰ中に含まれるＸＧＸ（但し、Ｘはグリシン以外のアミノ酸残基を示す。）からなるアミノ酸配列の総アミノ酸残基数をｚとし、上記ドメイン配列中のＲＥＰの総アミノ酸残基数をｗとしたときに、ｚ／ｗが５０．９％以上であることが好ましい。
　第２の改変フィブロインは、Ｎ末端及びＣ末端のいずれか一方又は両方にタグ配列を含んでいてもよい。これにより、改変フィブロインの単離、固定化、検出及び可視化等が可能となる。
　タグ配列として、例えば、他の分子との特異的親和性（結合性、アフィニティ）を利用したアフィニティタグを挙げることができる。アフィニティタグの具体例として、ヒスチジンタグ（Ｈｉｓタグ）を挙げることができる。Ｈｉｓタグは、ヒスチジン残基が４から１０個程度並んだ短いペプチドで、ニッケル等の金属イオンと特異的に結合する性質があるため、金属キレートクロマトグラフィー（ｃｈｅｌａｔｉｎｇ　ｍｅｔａｌ　ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）による改変フィブロインの単離に利用することができる。タグ配列の具体例として、例えば、配列番号１２で示されるアミノ酸配列（Ｈｉｓタグ配列及びヒンジ配列を含むアミノ酸配列）が挙げられる。
　また、グルタチオンに特異的に結合するグルタチオン－Ｓ－トランスフェラーゼ（ＧＳＴ）、マルトースに特異的に結合するマルトース結合タンパク質（ＭＢＰ）等のタグ配列を利用することもできる。
　さらに、抗原抗体反応を利用した「エピトープタグ」を利用することもできる。抗原性を示すペプチド（エピトープ）をタグ配列として付加することにより、当該エピトープに対する抗体を結合させることができる。エピトープタグとして、ＨＡ（インフルエンザウイルスのヘマグルチニンのペプチド配列）タグ、ｍｙｃタグ、ＦＬＡＧタグ等を挙げることができる。エピトープタグを利用することにより、高い特異性で容易に改変フィブロインを精製することができる。
　さらにタグ配列を特定のプロテアーゼで切り離せるようにしたものも使用することができる。当該タグ配列を介して吸着したタンパク質をプロテアーゼ処理することにより、タグ配列を切り離した改変フィブロインを回収することもできる。
　タグ配列を含む第２の改変フィブロインのより具体的な例として、（２－ｉｉｉ）配列番号１３、配列番号１１、配列番号１４若しく配列番号１５で示されるアミノ酸配列、又は（２－ｉｖ）配列番号１３、配列番号１１、配列番号１４若しく配列番号１５で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。
　配列番号１６、配列番号１７、配列番号１３、配列番号１１、配列番号１４及び配列番号１５で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号１０、配列番号１８、配列番号６、配列番号７、配列番号８及び配列番号９で示されるアミノ酸配列のＮ末端に配列番号１２で示されるアミノ酸配列（Ｈｉｓタグ配列及びヒンジ配列を含む）を付加したものである。
　（２－ｉｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号１３、配列番号１１、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
　（２－ｉｖ）の改変フィブロインは、配列番号１３、配列番号１１、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（２－ｉｖ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。
　（２－ｉｖ）の改変フィブロインは、配列番号１３、配列番号１１、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有し、かつＲＥＰ中に含まれるＸＧＸ（但し、Ｘはグリシン以外のアミノ酸残基を示す。）からなるアミノ酸配列の総アミノ酸残基数をｚとし、上記ドメイン配列中のＲＥＰの総アミノ酸残基数をｗとしたときに、ｚ／ｗが５０．９％以上であることが好ましい。
　第２の改変フィブロインは、組換えタンパク質生産系において生産されたタンパク質を宿主の外部に放出するための分泌シグナルを含んでいてもよい。分泌シグナルの配列は、宿主の種類に応じて適宜設定することができる。
　（Ａ）ｎモチーフの含有量が低減された改変フィブロイン（第３の改変フィブロイン）は、そのドメイン配列が、天然由来のクモ類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、天然由来のクモ類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、天然由来のクモ類フィブロインから（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、天然由来のクモ類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、天然由来のクモ類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、クモ類フィブロインからＮ末端配列及びＣ末端配列を除いたドメイン配列を示す。当該ドメイン配列は、Ｎ末端側（左側）から（Ａ）ｎモチーフ－第１のＲＥＰ（５０アミノ酸残基）－（Ａ）ｎモチーフ－第２のＲＥＰ（１００アミノ酸残基）－（Ａ）ｎモチーフ－第３のＲＥＰ（１０アミノ酸残基）－（Ａ）ｎモチーフ－第４のＲＥＰ（２０アミノ酸残基）－（Ａ）ｎモチーフ－第５のＲＥＰ（３０アミノ酸残基）－（Ａ）ｎモチーフという配列を有する。
　隣合う２つの［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットは、重複がないように、Ｎ末端側からＣ末端側に向かって、順次選択する。このとき、選択されない［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットが存在してもよい。図１には、パターン１（第１のＲＥＰと第２のＲＥＰの比較、及び第３のＲＥＰと第４のＲＥＰの比較）、パターン２（第１のＲＥＰと第２のＲＥＰの比較、及び第４のＲＥＰと第５のＲＥＰの比較）、パターン３（第２のＲＥＰと第３のＲＥＰの比較、及び第４のＲＥＰと第５のＲＥＰの比較）、パターン４（第１のＲＥＰと第２のＲＥＰの比較）を示した。なお、これ以外にも選択方法は存在する。
　次に各パターンについて、選択した隣合う２つの［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニット中の各ＲＥＰのアミノ酸残基数を比較する。比較は、よりアミノ酸残基数の少ない方を１としたときの、他方のアミノ酸残基数の比を求めることによって行う。例えば、第１のＲＥＰ（５０アミノ酸残基）と第２のＲＥＰ（１００アミノ酸残基）の比較の場合、よりアミノ酸残基数の少ない第１のＲＥＰを１としたとき、第２のＲＥＰのアミノ酸残基数の比は、１００／５０＝２である。同様に、第４のＲＥＰ（２０アミノ酸残基）と第５のＲＥＰ（３０アミノ酸残基）の比較の場合、よりアミノ酸残基数の少ない第４のＲＥＰを１としたとき、第５のＲＥＰのアミノ酸残基数の比は、３０／２０＝１．５である。
　図１中、よりアミノ酸残基数の少ない方を１としたときに、他方のアミノ酸残基数の比が１．８～１１．３となる［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットの組を実線で示した。以下このような比をギザ比率と呼ぶ。よりアミノ酸残基数の少ない方を１としたときに、他方のアミノ酸残基数の比が１．８未満又は１１．３超となる［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットの組は破線で示した。
　各パターンにおいて、実線で示した隣合う２つの［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットの全てのアミノ酸残基数を足し合わせる（ＲＥＰのみではなく、（Ａ）ｎモチーフのアミノ酸残基数もである。）。そして、足し合わせた合計値を比較して、当該合計値が最大となるパターンの合計値（合計値の最大値）をｘとする。図１に示した例では、パターン１の合計値が最大である。
　次に、ｘをドメイン配列の総アミノ酸残基数ｙで除すことによって、ｘ／ｙ（％）を算出することができる。
　第３の改変フィブロインにおいて、ｘ／ｙは、５０％以上であることが好ましく、６０％以上であることがより好ましく、６５％以上であることが更に好ましく、７０％以上であることが更により好ましく、７５％以上であることが更によりまた好ましく、８０％以上であることが特に好ましい。ｘ／ｙの上限に特に制限はなく、例えば、１００％以下であってよい。ギザ比率が１：１．９～１１．３の場合には、ｘ／ｙは８９．６％以上であることが好ましく、ギザ比率が１：１．８～３．４の場合には、ｘ／ｙは７７．１％以上であることが好ましく、ギザ比率が１：１．９～８．４の場合には、ｘ／ｙは７５．９％以上であることが好ましく、ギザ比率が１：１．９～４．１の場合には、ｘ／ｙは６４．２％以上であることが好ましい。
　第３の改変フィブロインが、ドメイン配列中に複数存在する（Ａ）ｎモチーフの少なくとも７つがアラニン残基のみで構成される改変フィブロインである場合、ｘ／ｙは、４６．４％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましく、５５％以上であることが更に好ましく、６０％以上であることが更により好ましく、７０％以上であることが更によりまた好ましく、８０％以上であることが特に好ましい。ｘ／ｙの上限に特に制限はなく、１００％以下であればよい。
　第３の改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のクモ類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、天然由来のクモ類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、天然由来のクモ類フィブロインのアミノ酸配列から（Ａ）ｎモチーフが欠失したことに相当する改変に加え、更に１又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び／又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変を行ってもよい。
　第３の改変フィブロインのより具体的な例として、（３－ｉ）配列番号１８、配列番号７、配列番号８若しくは配列番号９で示されるアミノ酸配列、又は（３－ｉｉ）配列番号１８、配列番号７、配列番号８若しくは配列番号９で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。
　（３－ｉ）の改変フィブロインについて説明する。配列番号１８で示されるアミノ酸配列は、天然由来のクモ類フィブロインに相当する配列番号１０で示されるアミノ酸配列から、Ｎ末端側からＣ末端側に向かって２つおきに（Ａ）ｎモチーフを欠失させ、更にＣ末端配列の手前に［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］を１つ挿入したものである。配列番号７で示されるアミノ酸配列は、配列番号１８で示されるアミノ酸配列のＲＥＰ中の全てのＧＧＸをＧＱＸに置換したものである。配列番号８で示されるアミノ酸配列は、配列番号７で示されるアミノ酸配列の各（Ａ）ｎモチーフのＣ末端側に２つのアラニン残基を挿入し、更に一部のグルタミン（Ｑ）残基をセリン（Ｓ）残基に置換し、配列番号７の分子量とほぼ同じとなるようにＮ末端側の一部のアミノ酸を欠失させたものである。配列番号９で示されるアミノ酸配列は、配列番号１１で示されるアミノ酸配列中に存在する２０個のドメイン配列の領域（但し、当該領域のＣ末端側の数アミノ酸残基が置換されている。）を４回繰り返した配列のＣ末端にＨｉｓタグが付加されたものである。
　配列番号１０で示されるアミノ酸配列（天然由来のクモ類フィブロインに相当）のギザ比率１：１．８～１１．３におけるｘ／ｙの値は１５．０％である。配列番号１８で示されるアミノ酸配列、及び配列番号７で示されるアミノ酸配列におけるｘ／ｙの値は、いずれも９３．４％である。配列番号８で示されるアミノ酸配列におけるｘ／ｙの値は、９２．７％である。配列番号９で示されるアミノ酸配列におけるｘ／ｙの値は、８９．３％である。配列番号１０、配列番号１８、配列番号７、配列番号８及び配列番号９で示されるアミノ酸配列におけるｚ／ｗの値は、それぞれ４６．８％、５６．２％、７０．１％、６６．１％及び７０．０％である。
　（３－ｉ）の改変フィブロインは、配列番号１８、配列番号７、配列番号８又は配列番号９で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
　（３－ｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号１８、配列番号７、配列番号８又は配列番号９で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（３－ｉｉ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。
　（３－ｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号１８、配列番号７、配列番号８又は配列番号９で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有し、かつＮ末端側からＣ末端側に向かって、隣合う２つの［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットのＲＥＰのアミノ酸残基数を順次比較して、アミノ酸残基数が少ないＲＥＰのアミノ酸残基数を１としたとき、他方のＲＥＰのアミノ酸残基数の比が１．８～１１．３（ギザ比率が１：１．８～１１．３）となる隣合う２つの［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットのアミノ酸残基数を足し合わせた合計値の最大値をｘとし、ドメイン配列の総アミノ酸残基数をｙとしたときに、ｘ／ｙが６４．２％以上であることが好ましい。
　第３の改変フィブロインは、Ｎ末端及びＣ末端のいずれか一方又は両方に上述したタグ配列を含んでいてもよい。
　タグ配列を含む第３の改変フィブロインのより具体的な例として、（３－ｉｉｉ）配列番号１７、配列番号１１、配列番号１４若しくは配列番号１５で示されるアミノ酸配列、又は（３－ｉｖ）配列番号１７、配列番号１１、配列番号１４若しくは配列番号１５で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。
　配列番号１６、配列番号１７、配列番号１３、配列番号１１、配列番号１４及び配列番号１５で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号１０、配列番号１８、配列番号６、配列番号７、配列番号８及び配列番号９で示されるアミノ酸配列のＮ末端に配列番号１２で示されるアミノ酸配列（Ｈｉｓタグ配列及びヒンジ配列を含む）を付加したものである。
　（３－ｉｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号１７、配列番号１１、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
　（３－ｉｖ）の改変フィブロインは、配列番号１７、配列番号１１、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（３－ｉｖ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。
　（３－ｉｖ）の改変フィブロインは、配列番号１７、配列番号１１、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有し、かつＮ末端側からＣ末端側に向かって、隣合う２つの［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットのＲＥＰのアミノ酸残基数を順次比較して、アミノ酸残基数が少ないＲＥＰのアミノ酸残基数を１としたとき、他方のＲＥＰのアミノ酸残基数の比が１．８～１１．３となる隣合う２つの［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットのアミノ酸残基数を足し合わせた合計値の最大値をｘとし、ドメイン配列の総アミノ酸残基数をｙとしたときに、ｘ／ｙが６４．２％以上であることが好ましい。
　第３の改変フィブロインは、組換えタンパク質生産系において生産されたタンパク質を宿主の外部に放出するための分泌シグナルを含んでいてもよい。分泌シグナルの配列は、宿主の種類に応じて適宜設定することができる。
　グリシン残基の含有量、及び（Ａ）ｎモチーフの含有量が低減された改変フィブロイン（第４の改変フィブロイン）は、そのドメイン配列が、天然由来のクモ類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、天然由来のクモ類フィブロインと比較して、少なくとも１又は複数の（Ａ）ｎモチーフが欠失したことに加え、更に少なくともＲＥＰ中の１又は複数のグリシン残基が別のアミノ酸残基に置換されたことに相当するアミノ酸配列を有するものということができる。すなわち、第４の改変フィブロインは、上述したグリシン残基の含有量が低減された改変フィブロイン（第２の改変フィブロイン）と、（Ａ）ｎモチーフの含有量が低減された改変フィブロイン（第３の改変フィブロイン）の特徴を併せ持つ改変フィブロインである。具体的な態様等は、第２の改変フィブロイン、及び第３の改変フィブロインで説明したとおりである。
　第４の改変フィブロインのより具体的な例として、（４－ｉ）配列番号７、配列番号８、配列番号９、配列番号１１、配列番号１４、配列番号１５、配列番号５０、配列番号５１、配列番号５２、配列番号５３、配列番号５４若しくは配列番号５７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１１、配列番号１４、配列番号１５、配列番号５０、配列番号５１、配列番号５２、配列番号５３、配列番号５４若しくは配列番号５７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１１、配列番号１４、配列番号１５、配列番号５０、配列番号５１、配列番号５２、配列番号５３、配列番号５４若しくは配列番号５７で示されるアミノ酸配列を含む改変フィブロインの具体的な態様は上述のとおりである。
　局所的に疎水性指標の大きい領域を含むドメイン配列を有する改変フィブロイン（第５の改変フィブロイン）は、そのドメイン配列が、天然由来のクモ類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、天然由来のクモ類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、天然由来のクモ類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クモ類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、天然由来のクモ類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、天然由来のクモ類フィブロインのアミノ酸配列からＲＥＰ中の１又は複数の親水性アミノ酸残基を疎水性アミノ酸残基に置換したこと、及び／又はＲＥＰ中に１又は複数の疎水性アミノ酸残基を挿入したことに相当する改変に加え、更に１又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び／又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変を行ってもよい。
　第５の改変フィブロインは、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含み、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフから上記ドメイン配列のＣ末端までの配列を上記ドメイン配列から除いた配列に含まれる全てのＲＥＰにおいて、連続する４アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が２．６以上となる領域に含まれるアミノ酸残基の総数をｐとし、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフから上記ドメイン配列のＣ末端までの配列を上記ドメイン配列から除いた配列に含まれるアミノ酸残基の総数をｑとしたときに、ｐ／ｑが６．２％以上であるアミノ酸配列を有してもよい。
　アミノ酸残基の疎水性指標については、公知の指標（Ｈｙｄｒｏｐａｔｈｙ　ｉｎｄｅｘ：Ｋｙｔｅ　Ｊ，＆Ｄｏｏｌｉｔｔｌｅ　Ｒ（１９８２）“Ａ　ｓｉｍｐｌｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒｏｐａｔｈｉｃ　ｃｈａｒａｃｔｅｒ　ｏｆ　ａ　ｐｒｏｔｅｉｎ”，Ｊ．Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．，１５７，ｐｐ．１０５－１３２）を使用する。具体的には、各アミノ酸の疎水性指標（ハイドロパシー・インデックス、以下「ＨＩ」とも記す。）は、下記表１に示すとおりである。
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　ｐ／ｑの算出方法を更に詳細に説明する。算出には、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列から、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列を除いた配列（以下、「配列Ａ」とする）を用いる。まず、配列Ａに含まれる全てのＲＥＰにおいて、連続する４アミノ酸残基の疎水性指標の平均値を算出する。疎水性指標の平均値は、連続する４アミノ酸残基に含まれる各アミノ酸残基のＨＩの総和を４（アミノ酸残基数）で除して求める。疎水性指標の平均値は、全ての連続する４アミノ酸残基について求める（各アミノ酸残基は、１～４回平均値の算出に用いられる。）。次いで、連続する４アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が２．６以上となる領域を特定する。あるアミノ酸残基が、複数の「疎水性指標の平均値が２．６以上となる連続する４アミノ酸残基」に該当する場合であっても、領域中には１アミノ酸残基として含まれることになる。そして、当該領域に含まれるアミノ酸残基の総数がｐである。また、配列Ａに含まれるアミノ酸残基の総数がｑである。
　例えば、「疎水性指標の平均値が２．６以上となる連続する４アミノ酸残基」が２０カ所抽出された場合（重複はなし）、連続する４アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が２．６以上となる領域には、連続する４アミノ酸残基（重複はなし）が２０含まれることになり、ｐは２０×４＝８０である。また、例えば、２つの「疎水性指標の平均値が２．６以上となる連続する４アミノ酸残基」が１アミノ酸残基だけ重複して存在する場合、連続する４アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が２．６以上となる領域には、７アミノ酸残基含まれることになる（ｐ＝２×４－１＝７。「－１」は重複分の控除である。）。例えば、図２に示したドメイン配列の場合、「疎水性指標の平均値が２．６以上となる連続する４アミノ酸残基」が重複せずに７つ存在するため、ｐは７×４＝２８となる。また、例えば、図２に示したドメイン配列の場合、ｑは４＋５０＋４＋４０＋４＋１０＋４＋２０＋４＋３０＝１７０である（Ｃ末端側の最後に存在する（Ａ）ｎモチーフは含めない）。次に、ｐをｑで除すことによって、ｐ／ｑ（％）を算出することができる。図２の場合２８／１７０＝１６．４７％となる。
　第５の改変フィブロインにおいて、ｐ／ｑは、６．２％以上であることが好ましく、７％以上であることがより好ましく、１０％以上であることが更に好ましく、２０％以上であることが更により好ましく、３０％以上であることが更によりまた好ましい。ｐ／ｑの上限は、特に制限されないが、例えば、４５％以下であってもよい。
　第５の改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のクモ類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、天然由来のクモ類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、天然由来のクモ類フィブロインと比較して、ＲＥＰ中の１又は複数のアミノ酸残基が疎水性指標の大きいアミノ酸残基に置換されたこと、及び／又はＲＥＰ中に１又は複数の疎水性指標の大きいアミノ酸残基が挿入されたことに相当する改変に加え、更に１又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び／又は付加したことに相当する改変を行ってもよい。
　疎水性指標の大きいアミノ酸残基としては、特に制限はないが、イソロイシン（Ｉ）、バリン（Ｖ）、ロイシン（Ｌ）、フェニルアラニン（Ｆ）、システイン（Ｃ）、メチオニン（Ｍ）及びアラニン（Ａ）が好ましく、バリン（Ｖ）、ロイシン（Ｌ）及びイソロイシン（Ｉ）がより好ましい。
　第５の改変フィブロインの具体的な例として、（５－ｉ）配列番号１９、配列番号２０若しくは配列番号２１で示されるアミノ酸配列、又は（５－ｉｉ）配列番号１９、配列番号２０若しくは配列番号２１で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。
　（５－ｉ）の改変フィブロインについて説明する。配列番号２２で示されるアミノ酸配列は、天然由来のクモ類フィブロインの（Ａ）ｎモチーフ中のアラニン残基が連続するアミノ酸配列をアラニン残基が連続する数を５つになるよう欠失したものである。配列番号１９で示されるアミノ酸配列は、配列番号２２で示されるアミノ酸配列に対し、ＲＥＰ一つ置きにそれぞれ３アミノ酸残基からなるアミノ酸配列（ＶＬＩ）を２カ所挿入し、かつ配列番号２２で示されるアミノ酸配列の分子量とほぼ同じとなるようにＣ末端側の一部のアミノ酸を欠失させたものである。配列番号２３で示されるアミノ酸配列は、配列番号２２で示されるアミノ酸配列に対し、各（Ａ）ｎモチーフのＣ末端側に２つのアラニン残基を挿入し、更に一部のグルタミン（Ｑ）残基をセリン（Ｓ）残基に置換し、かつ配列番号２２で示されるアミノ酸配列の分子量とほぼ同じとなるようにＣ末端側の一部のアミノ酸を欠失させたものである。配列番号２０で示されるアミノ酸配列は、配列番号２３で示されるアミノ酸配列に対し、ＲＥＰ一つ置きにそれぞれ３アミノ酸残基からなるアミノ酸配列（ＶＬＩ）を１カ所挿入したものである。配列番号２１で示されるアミノ酸配列は、配列番号２３で示されるアミノ酸配列に対し、ＲＥＰ一つ置きにそれぞれ３アミノ酸残基からなるアミノ酸配列（ＶＬＩ）を２カ所挿入したものである。
　（５－ｉ）の改変フィブロインは、配列番号１９、配列番号２０又は配列番号２１で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
　（５－ｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号１９、配列番号２０又は配列番号２１で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（５－ｉｉ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。
　（５－ｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号１９、配列番号２０又は配列番号２１で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有し、かつ最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれる全てのＲＥＰにおいて、連続する４アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が２．６以上となる領域に含まれるアミノ酸残基の総数をｐとし、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれるアミノ酸残基の総数をｑとしたときに、ｐ／ｑが６．２％以上であることが好ましい。
　第５の改変フィブロインは、Ｎ末端及びＣ末端のいずれか一方又は両方にタグ配列を含んでいてもよい。
　タグ配列を含む第５の改変フィブロインのより具体的な例として、（５－ｉｉｉ）配列番号２４、配列番号２５若しくは配列番号２６で示されるアミノ酸配列、又は（５－ｉｖ）配列番号２４、配列番号２５若しくは配列番号２６で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。
　配列番号２４、配列番号２５及び配列番号２６で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号１９、配列番号２０及び配列番号２１で示されるアミノ酸配列のＮ末端に配列番号１２で示されるアミノ酸配列（Ｈｉｓタグ配列及びヒンジ配列を含む）を付加したものである。
　（５－ｉｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号２４、配列番号２５若しくは配列番号２６で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
　（５－ｉｖ）の改変フィブロインは、配列番号２４、配列番号２５若しくは配列番号２６で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（５－ｉｖ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。
　（５－ｉｖ）の改変フィブロインは、配列番号２４、配列番号２５若しくは配列番号２６で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有し、かつ最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれる全てのＲＥＰにおいて、連続する４アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が２．６以上となる領域に含まれるアミノ酸残基の総数をｐとし、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれるアミノ酸残基の総数をｑとしたときに、ｐ／ｑが６．２％以上であることが好ましい。
　第５の改変フィブロインは、組換えタンパク質生産系において生産されたタンパク質を宿主の外部に放出するための分泌シグナルを含んでいてもよい。分泌シグナルの配列は、宿主の種類に応じて適宜設定することができる。
　グルタミン残基の含有量が低減されたドメイン配列を有する改変フィブロイン（第６の改変フィブロイン）は、天然由来のクモ類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クモ類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、クモ類フィブロインに特徴的な配列と相関性の低い配列が含まれることがあり、ｍが小さい場合（つまり、ドメイン配列が短い場合）、ＧＰＧＸＸモチーフ含有率の算出結果に影響するので、この影響を排除するためである。なお、ＲＥＰのＣ末端に「ＧＰＧＸＸモチーフ」が位置する場合、「ＸＸ」が例えば「ＡＡ」の場合であっても、「ＧＰＧＸＸモチーフ」として扱う。
　図３は、クモ類フィブロインのドメイン配列を示す模式図である。図３を参照しながらＧＰＧＸＸモチーフ含有率の算出方法を具体的に説明する。まず、図３に示したクモ類フィブロインのドメイン配列（「［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ－（Ａ）ｎモチーフ」タイプである。）では、全てのＲＥＰが「最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」（図３中、「領域Ａ」で示した配列。）に含まれているため、ｓを算出するためのＧＰＧＸＸモチーフの個数は７であり、ｓは７×３＝２１となる。同様に、全てのＲＥＰが「最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」（図３中、「領域Ａ」で示した配列。）に含まれているため、当該配列から更に（Ａ）ｎモチーフを除いた全ＲＥＰのアミノ酸残基の総数ｔは５０＋４０＋１０＋２０＋３０＝１５０である。次に、ｓをｔで除すことによって、ｓ／ｔ（％）を算出することができ、図３のフィブロインの場合２１／１５０＝１４．０％となる。
　第６の改変フィブロインは、グルタミン残基含有率が９％以下であることが好ましく、７％以下であることがより好ましく、４％以下であることが更に好ましく、０％であることが特に好ましい。
　本明細書において、「グルタミン残基含有率」は、以下の方法により算出される値である。
　式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ、又は式２：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ－（Ａ）ｎモチーフで表されるドメイン配列を含むクモ類フィブロインにおいて、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列（図３の「領域Ａ」に相当する配列。）に含まれる全てのＲＥＰにおいて、その領域に含まれるグルタミン残基の総数をｕとし、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除き、更に（Ａ）ｎモチーフを除いた全ＲＥＰのアミノ酸残基の総数をｔとしたときに、グルタミン残基含有率はｕ／ｔとして算出される。グルタミン残基含有率の算出において、「最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」を対象としている理由は、上述した理由と同様である。
　第６の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のクモ類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のー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クモ類フィブロインにおいて、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列（図３の「領域Ａ」に相当する配列。）に含まれる全てのＲＥＰにおいて、その領域の各アミノ酸残基の疎水性指標の総和をｖとし、最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除き、更に（Ａ）ｎモチーフを除いた全ＲＥＰのアミノ酸残基の総数をｔとしたときに、ＲＥＰの疎水性度はｖ／ｔとして算出される。ＲＥＰの疎水性度の算出において、「最もＣ末端側に位置する（Ａ）ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」を対象としている理由は、上述した理由と同様である。
　第６の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のクモ類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クモ類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、天然由来のクモ類フィブロインのアミノ酸配列からＲＥＰ中の１又は複数のグルタミン残基を欠失したこと、及び／又はＲＥＰ中の１又は複数のグルタミン残基を他のアミノ酸残基に置換したことに相当するアミノ酸配列を設計し、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより得ることもできる。
　第６の改変フィブロインのより具体的な例として、（６－ｉ）配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１、配列番号３２、配列番号３３若しくは配列番号４３で示されるアミノ酸配列を含む、改変フィブロイン、又は（６－ｉｉ）配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１、配列番号３２、配列番号３３若しくは配列番号４３で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。
　（６－ｉ）の改変フィブロインについて説明する。
　配列番号７で示されるアミノ酸配列（Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０）は、天然由来のフィブロインであるＮｅｐｈｉｌａ　ｃｌａｖｉｐｅｓ（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号：Ｐ４６８０４．１、ＧＩ：１１７４４１５）の塩基配列及びアミノ酸配列に基づき、（Ａ）ｎモチーフ中のアラニン残基が連続するアミノ酸配列をアラニン残基が連続する数を５つにする等の生産性を向上させるためのアミノ酸の改変を行ったものである。一方、Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０は、グルタミン残基（Ｑ）の改変は行っていないため、グルタミン残基含有率は、天然由来のフィブロインのグルタミン残基含有率と同程度である。
　配列番号２７で示されるアミノ酸配列（Ｍ＿ＰＲＴ８８８）は、Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０（配列番号７）中のＱＱを全てＶＬに置換したものである。
　配列番号２８で示されるアミノ酸配列（Ｍ＿ＰＲＴ９６５）は、Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０（配列番号７）中のＱＱを全てＴＳに置換し、かつ残りのＱをＡに置換したものである。
　配列番号２９で示されるアミノ酸配列（Ｍ＿ＰＲＴ８８９）は、Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０（配列番号７）中のＱＱを全てＶＬに置換し、かつ残りのＱをＩに置換したものである。
　配列番号３０で示されるアミノ酸配列（Ｍ＿ＰＲＴ９１６）は、Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０（配列番号７）中のＱＱを全てＶＩに置換し、かつ残りのＱをＬに置換したものである。
　配列番号３１で示されるアミノ酸配列（Ｍ＿ＰＲＴ９１８）は、Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０（配列番号７）中のＱＱを全てＶＦに置換し、かつ残りのＱをＩに置換したものである。
　配列番号３４で示されるアミノ酸配列（Ｍ＿ＰＲＴ５２５）は、Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０（配列番号７）に対し、アラニン残基が連続する領域（Ａ５）に２つのアラニン残基を挿入し、Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０の分子量とほぼ同じになるよう、Ｃ末端側のドメイン配列２つを欠失させ、かつグルタミン残基（Ｑ）１３箇所をセリン残基（Ｓ）又はプロリン残基（Ｐ）に置換したものである。
　配列番号３２で示されるアミノ酸配列（Ｍ＿ＰＲＴ６９９）は、Ｍ＿ＰＲＴ５２５（配列番号３４）中のＱＱを全てＶＬに置換したものである。
　配列番号３３で示されるアミノ酸配列（Ｍ＿ＰＲＴ６９８）は、Ｍ＿ＰＲＴ５２５（配列番号３４）中のＱＱを全てＶＬに置換し、かつ残りのＱをＩに置換したものである。
　配列番号４３で示されるアミノ酸配列（Ｍｅｔ－ＰＲＴ９６６）は、配列番号９で示されるアミノ酸配列（Ｃ末端に配列番号４２で示されるアミノ酸配列が付加される前のアミノ酸配列）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２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１、配列番号３２、配列番号３３及び配列番号４３で示されるアミノ酸配列は、いずれもグルタミン残基含有率は９％以下である（表２）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　（６－ｉ）の改変フィブロインは、配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１、配列番号３２、配列番号３３又は配列番号４３で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
　（（６－ｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１、配列番号３２、配列番号３３又は配列番号４３で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（６－ｉｉ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ、又は式２：［（Ａ）ｎモチーフ－ＲＥＰ］ｍ－（Ａ）ｎモチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。
　（６－ｉｉ）の改変フィブロインは、グルタミン残基含有率が９％以下であることが好ましい。また、（６－ｉｉ）の改変フィブロインは、ＧＰＧＸＸモチーフ含有率が１０％以上であることが好ましい。
　第６の改変フィブロインは、Ｎ末端及びＣ末端のいずれか一方又は両方にタグ配列を含んでいてもよい。これにより、改変フィブロインの単離、固定化、検出及び可視化等が可能となる。
　タグ配列を含む第６の改変フィブロインのより具体的な例として、（６－ｉｉｉ）配列番号３５、配列番号３６、配列番号３７、配列番号３８、配列番号３９、配列番号４０、配列番号４１、配列番号４４、配列番号５５若しくは配列番号５６で示されるアミノ酸配列を含む、改変フィブロイン、又は（６－ｉｖ）配列番号３５、配列番号３６、配列番号３７、配列番号３８、配列番号３９、配列番号４０、配列番号４１、配列番号４４、配列番号５５若しくは配列番号５６で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。
　配列番号３５、配列番号３６、配列番号３７、配列番号３８、配列番号３９、配列番号４０、配列番号４１及び配列番号４４で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１、配列番号３２、配列番号３３及び配列番号４３で示されるアミノ酸配列のＮ末端に配列番号１２で示されるアミノ酸配列（Ｈｉｓタグ配列及びヒンジ配列を含む）を付加したものである。Ｎ末端にタグ配列を付加しただけであるため、グルタミン残基含有率に変化はなく、配列番号３５、配列番号３６、配列番号３７、配列番号３８、配列番号３９、配列番号４０、配列番号４１及び配列番号４４で示されるアミノ酸配列は、いずれもグルタミン残基含有率が９％以下である（表３）。
配列番号５５で示されるアミノ酸配列（ＰＲＴ１１０７）は、配列番号３１で示されるアミノ酸配列（Ｍｅｔ－ＰＲＴ９１８）のセリン残基（Ｓ）をアラニン残基（Ａ）、バリン残基（Ｖ）、ロイシン残基（Ｌ）又はイソロイシン残基（Ｉ）で置換したものに、さらにＮ末端にタグ配列が付加されたものである。
配列番号５６示されるアミノ酸配列（ＰＲＴ１０８３）は、配列番号３１で示されるアミノ酸配列（Ｍｅｔ－ＰＲＴ９１８）のプロリン残基（Ｐ）をトレオニン残基（Ｔ）又はロイシン残基（Ｌ）に置換したものに、さらにＮ末端にタグ配列が付加されたものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　（６－ｉｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号３５、配列番号３６、配列番号３７、配列番号３８、配列番号３９、配列番号４０、配列番号４１、配列番号４４、配列番号５５又は配列番号５６で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
　（６－ｉｖ）の改変フィブロインは、配列番号３５、配列番号３６、配列番号３７、配列番号３８、配列番号３９、配列番号４０、配列番号４１、配列番号４４、配列番号５５又は配列番号５６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。
　クモ糸タンパク質は、親水性クモ糸タンパク質であってもよく、疎水性クモ糸タンパク質であってもよい。疎水性クモ糸タンパク質とは、クモ糸タンパク質を構成する全てのアミノ酸残基の疎水性指標（ＨＩ）の総和を求め、次にその総和を全アミノ酸残基数で除した値（平均ＨＩ）が－０．８超であるクモ糸タンパク質であり、平均ＨＩが－０．６以上であるタンパク質であることがより好ましく、平均ＨＩが－０．４以上であるタンパク質であることがより好ましく、平均ＨＩが－０．２以上であるタンパク質であることがさらに好ましく、平均ＨＩが０以上であるクモ糸タンパク質であることが特に好ましい。疎水性指標は表１に示したとおりである。また、親水性クモ糸タンパク質とは、上記の平均ＨＩが－０．８以下であるクモ糸タンパク質である。本実施形態に関わるタンパク質の平均疎水性指標は（ＨＩ）は－１．３以上であることが好ましく、－１．０以上であることが好ましく、－０．８以上であることが好ましく、－０．８超であることが好ましく、－０．７以上であることが好ましく、－０．６以上であることが好ましく、－０．５以上であることがより好ましく、－０．４以上であることが好ましく、－０．３以上であることが好ましく、－０．２以上であることが好ましく、－０．１以上であることが好ましく、０以上であることがより好ましく、０．１以上であることがより好ましく、０．２以上であることがより好ましく、０．３以上であることがさらに好ましく、０．４以上であることが特に好ましい。
　配列番号１１、配列番号１５、配列番号３５、配列番号３６、配列番号３７、配列番号３８、配列番号３９、配列番号４０及び配列番号４１で示されるアミノ酸配列のＨＩは、表４に示すとおりである。各アミノ酸配列のＨＩを算出するにあたり、改変フィブロインと無関係な配列（すなわち、配列番号１２で示されるアミノ酸配列に相当する配列）を除いて算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　疎水性クモ糸タンパク質としては、例えば、上述した第１の改変フィブロインの配列、第２の改変フィブロインの配列、第３の改変フィブロインの配列、第５の改変フィブロインの配列及び第６の改変フィブロインの配列を挙げることができる。疎水性クモ糸タンパク質のより具体的な例としては、配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１、配列番号３２、配列番号３３又は配列番号４３で示されるアミノ酸配列、配列番号３５、配列番号３７、配列番号３８、配列番号３９、配列番号４０、配列番号４１又は配列番号４４で示されるアミノ酸配列を含むクモ糸タンパク質が挙げられる。
　親水性クモ糸タンパク質としては、例えば、上述した、第４の改変フィブロインの配列を挙げることができる。親水性クモ糸タンパク質のより具体的な例としては、配列番号４で示されるアミノ酸配列、配列番号６、配列番号７、配列番号８又は配列番号９で示されるアミノ酸配列、配列番号１３、配列番号１１、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列、配列番号１８、配列番号７、配列番号８又は配列番号９で示されるアミノ酸配列、配列番号１７、配列番号１１、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列、配列番号１９、配列番号２０、配列番号２１又は配列番号４７で示されるアミノ酸配列を含むクモ糸タンパク質が挙げられる。
　上述したクモ糸タンパク質は、１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
　クモ糸タンパク質は、例えば、当該クモ糸タンパク質をコードする核酸配列と、当該核酸配列に作動可能に連結された１又は複数の調節配列とを有する発現ベクターで形質転換された宿主により、当該核酸を発現させることにより生産することができる。
　クモ糸タンパク質をコードする核酸の製造方法は、特に制限されない。例えば、天然のクモ糸タンパク質をコードする遺伝子を利用して、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）等で増幅しクローニングする方法、又は、化学的に合成する方法によって、当該核酸を製造することができる。核酸の化学的な合成方法も特に制限されず、例えば、ＮＣＢＩのウェブデータベースなどより入手したクモ糸タンパク質のアミノ酸配列情報をもとに、ＡＫＴＡ　ｏｌｉｇｏｐｉｌｏｔ　ｐｌｕｓ　１０／１００（ＧＥヘルスケア・ジャパン株式会社）等で自動合成したオリゴヌクレオチドをＰＣＲ等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、クモ糸タンパク質の精製及び／又は確認を容易にするため、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クモ糸タンパク質をコードする核酸を合成してもよい。
　調節配列は、宿主における組換えタンパク質の発現を制御する配列（例えば、プロモーター、エンハンサー、リボソーム結合配列、転写終結配列等）であり、宿主の種類に応じて適宜選択することができる。プロモーターとして、宿主細胞中で機能し、目的とするクモ糸タンパク質を発現誘導可能な誘導性プロモーターを用いてもよい。誘導性プロモーターは、誘導物質（発現誘導剤）の存在、リプレッサー分子の非存在、又は温度、浸透圧若しくはｐＨ値の上昇若しくは低下等の物理的要因により、転写を制御できるプロモーターである。
　発現ベクターの種類は、プラスミドベクター、ウイルスベクター、コスミドベクター、フォスミドベクター、人工染色体ベクター等、宿主の種類に応じて適宜選択することができる。発現ベクターとしては、宿主細胞において自立複製が可能、又は宿主の染色体中への組込みが可能で、クモ糸タンパク質をコードする核酸を転写できる位置にプロモーターを含有しているものが好適に用いられる。
　宿主として、原核生物、並びに酵母、糸状真菌、昆虫細胞、動物細胞及び植物細胞等の真核生物のいずれも好適に用いることができる。
　細菌等の原核生物を宿主として用いる場合は、発現ベクターは、原核生物中で自立複製が可能であると同時に、プロモーター、リボソーム結合配列、クモ糸タンパク質をコードする核酸、及び転写終結配列を含むベクターであることが好ましい。プロモーターを制御する遺伝子が含まれていてもよい。
　原核生物としては、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微生物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、クモ糸タンパク質をコードする核酸を導入するベクターとしては、例えば、ｐＢＴｒｐ２（ベーリンガーマンハイム社製）、ｐＧＥＸ（Ｐｈａｒｍａｃｉａ社製）、ｐＵＣ１８、ｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔＩＩ、ｐＳｕｐｅｘ、ｐＥＴ２２ｂ、ｐＣｏｌｄ、ｐＵＢ１１０、ｐＮＣＯ２（特開２００２－２３８５６９号公報）等を挙げることができる。
　真核生物の宿主としては、例えば、酵母及び糸状真菌（カビ等）を挙げることができる。酵母としては、例えば、サッカロマイセス属、ピキア属、シゾサッカロマイセス属等に属する酵母を挙げることができる。糸状真菌としては、例えば、アスペルギルス属、ペニシリウム属、トリコデルマ（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ）属等に属する糸状真菌を挙げることができる。
　真核生物を宿主とする場合、クモ糸タンパク質をコードする核酸を導入するベクターとしては、例えば、ＹＥｐ１３（ＡＴＣＣ３７１１５）、ＹＥｐ２４（ＡＴＣＣ３７０５１）等を挙げることができる。上記宿主細胞への発現ベクターの導入方法としては、上記宿主細胞へＤＮＡを導入する方法であればいずれも用いることができる。例えば、カルシウムイオンを用いる方法〔Ｐｒｏｃ．　Ｎａｔｌ．　Ａｃａｄ．　Ｓｃｉ．　ＵＳＡ，６９，２１１０（１９７２）〕、エレクトロポレーション法、スフェロプラスト法、プロトプラスト法、酢酸リチウム法、コンピテント法等を挙げることができる。
　発現ベクターで形質転換された宿主による核酸の発現方法としては、直接発現のほか、モレキュラー・クローニング第２版に記載されている方法等に準じて、分泌生産、融合タンパク質発現等を行うことができる。
　クモ糸タンパク質は、例えば、形質転換された宿主を培養培地中で培養し、培養培地中にクモ糸タンパク質を生成蓄積させ、該培養培地から採取することにより製造することができる。形質転換された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、該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、該宿主の培養を効率的に行える培地であれば天然培地、合成培地のいずれを用いてもよい。
　炭素源としては、該宿主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。
　形質転換された宿主により生産されたクモ糸タンパク質は、タンパク質の単離精製に通常用いられている方法で単離及び精製することができる。例えば、クモ糸タンパク質が、細胞内に溶解状態で発現した場合には、培養終了後、宿主細胞を遠心分離により回収し、水系緩衝液にけん濁した後、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。
　上記クロマトグラフィーとしては、フェニル－トヨパール（東ソー）、ＤＥＡＥ－トヨパール（東ソー）、セファデックスＧ－１５０（ファルマシアバイオテク）を用いたカラムクロマトグラフィーが好ましく用いられる。
　また、クモ糸タンパク質が細胞内に不溶体を形成して発現した場合は、同様に宿主細胞を回収後、破砕し、遠心分離を行うことにより、沈殿画分としてクモ糸タンパク質の不溶体を回収する。回収したクモ糸タンパク質の不溶体は蛋白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クモ糸タンパク質の精製標品を得ることができる。
　クモ糸タンパク質が細胞外に分泌された場合には、培養上清からクモ糸タンパク質を回収することができる。すなわち、培養物を遠心分離等の手法により処理することにより培養上清を取得し、該培養上清から、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。
　コラーゲン由来の構造タンパク質（コラーゲンタンパク質）として、例えば、式３：［ＲＥＰ３］ｐで表されるドメイン配列を含む構造タンパク質（ここで、式３中、ｐは５～３００の整数を示す。ＲＥＰ３は、Ｇｌｙ－Ｘ－Ｙから構成されるアミノ酸配列を示し、Ｘ及びＹはＧｌｙ以外の任意のアミノ酸残基を示す。複数存在するＲＥＰ３は、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。）を挙げることができる。具体的には、配列番号４５で示されるアミノ酸配列を含む構造タンパク質を挙げることができる。配列番号４５で示されるアミノ酸配列は、ＮＣＢＩデータベースから入手したヒトのコラーゲンタイプ４の部分的な配列（ＮＣＢＩのＧｅｎＢａｎｋのアクセッション番号：ＣＡＡ５６３３５．１、ＧＩ：３７０２４５２）のリピート部分及びモチーフに該当する３０１残基目から５４０残基目までのアミノ酸配列のＮ末端に配列番号４６で示されるアミノ酸配列（タグ配列及びヒンジ配列）が付加されたものである。また、コラーゲン由来の構造タンパク質として、配列番号５９で示されるアミノ酸配列を含む構造タンパク質が挙げられる。
　レシリン由来の構造タンパク質（レシリンタンパク質）として、例えば、式４：［ＲＥＰ４］ｑで表されるドメイン配列を含む構造タンパク質（ここで、式４中、ｑは４～３００の整数を示す。ＲＥＰ４はＳｅｒ－Ｊ－Ｊ－Ｔｙｒ－Ｇｌｙ－Ｕ－Ｐｒｏから構成されるアミノ酸配列を示す。Ｊは任意のアミノ酸残基を示し、特にＡｓｐ、Ｓｅｒ及びＴｈｒからなる群から選ばれるアミノ酸残基であることが好ましい。Ｕは任意のアミノ酸残基を示し、特にＰｒｏ、Ａｌａ、Ｔｈｒ及びＳｅｒからなる群から選ばれるアミノ酸残基であることが好ましい。複数存在するＲＥＰ４は、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。）を挙げることができる。具体的には、配列番号４７で示されるアミノ酸配列を含む構造タンパク質を挙げることができる。配列番号４７で示されるアミノ酸配列は、レシリン（ＮＣＢＩのＧｅｎＢａｎｋのアクセッション番号ＮＰ　６１１１５７、Ｇｌ：２４６５４２４３）のアミノ酸配列において、８７残基目のＴｈｒをＳｅｒに置換し、かつ９５残基目のＡｓｎをＡｓｐに置換した配列の１９残基目から３２１残基目までのアミノ酸配列のＮ末端に配列番号４６で示されるアミノ酸配列（タグ配列及びヒンジ配列）が付加されたものである。また、レシリン由来の構造タンパク質として、配列番号６０で示されるアミノ酸配列を含む構造タンパク質が挙げられる。
　エラスチン由来の構造タンパク質（エラスチンタンパク質）として、例えば、ＮＣＢＩのＧｅｎＢａｎｋのアクセッション番号ＡＡＣ９８３９５（ヒト）、Ｉ４７０７６（ヒツジ）、ＮＰ７８６９６６（ウシ）等のアミノ酸配列を有する構造タンパク質を挙げることができる。具体的には、配列番号４８で示されるアミノ酸配列を含む構造タンパク質を挙げることができる。配列番号４８で示されるアミノ酸配列は、ＮＣＢＩのＧｅｎＢａｎｋのアクセッション番号ＡＡＣ９８３９５のアミノ酸配列の１２１残基目から３９０残基目までのアミノ酸配列のＮ末端に配列番号４６で示されるアミノ酸配列（タグ配列及びヒンジ配列）が付加されたものである。
　ケラチン由来の構造タンパク質（ケラチンタンパク質）として、例えば、カプラ・ヒルクス（Ｃａｐｒａ　ｈｉｒｃｕｓ）のタイプＩケラチン等を挙げることができる。具体的には、配列番号４９で示されるアミノ酸配列（ＮＣＢＩのＧｅｎＢａｎｋのアクセッション番号ＡＣＹ３０４６６のアミノ酸配列）を含む構造タンパク質を挙げることができる。配列番号４９で示されるアミノ酸配列は、ＮＣＢＩのＧｅｎＢａｎｋのアクセッション番号ＡＣＹ３０４６６のアミノ酸配列のＮ末端に、配列番号４６で示されるアミノ酸配列（タグ配列及びヒンジ配列）が付加されたものである。また、例えば、ケラチン由来の構造タンパク質として、配列番号５８で示されるアミノ酸配列を含む有する構造タンパク質が挙げられる。配列番号５８で示されるアミノ酸配列は、配列番号４９のＮ末端から１～２９２番目のアミノ酸残基からなるアミノ酸配列に対して、ロイシン又はバリンをアラニン又はグリシンに置換したアミノ酸配列に対して、さらにＮ末端から１～２４６番目のアミノ酸残基の３アミノ酸残基の置換及び、ＧＡＡＡＡＡＧ（配列番号６２）からなるアミノ酸配列を挿入したアミノ酸配列を繰り返したアミノ酸配列を有する。
　コラーゲンタンパク質、レシリンタンパク質、エラスチンタンパク質、及びケラチンタンパク質は、親水性タンパク質であってもよく、疎水性タンパク質であってもよい。疎水性タンパク質とは、上記タンパク質を構成する全てのアミノ酸残基の疎水性指標（ＨＩ）の総和を求め、次にその総和を全アミノ酸残基数で除した値（平均ＨＩ）が－０．８超であるタンパク質であり、平均ＨＩが－０．６以上であるタンパク質であることがより好ましく、平均ＨＩが－０．４以上であるタンパク質であることがより好ましく、平均ＨＩが－０．２以上であるタンパク質であることがさらに好ましく、平均ＨＩが０以上であるタンパク質であることが特に好ましい。疎水性指標は表１に示したとおりである。また、親水性タンパク質とは、上記の平均ＨＩが－０．８以下であるタンパク質である。
　疎水性コラーゲンタンパク質、疎水性レシリンタンパク質、疎水性エラスチンタンパク質、及び疎水性ケラチンタンパク質としては、例えば、上述した配列番号４５、配列番号４８又は配列番号４９で示されるアミノ酸配列を含むタンパク質が挙げられる。
　親水性コラーゲンタンパク質、親水性レシリンタンパク質、親水性エラスチンタンパク質、及び親水性ケラチンタンパク質としては、例えば、上述した配列番号４７で示されるアミノ酸配列を含むタンパク質が挙げられる。
　配列番号４５、配列番号４７、配列番号４８及び配列番号４９で示されるアミノ酸配列のＨＩは、表４に示すとおりである。各アミノ酸配列のＨＩを算出するにあたり、コラーゲンタンパク質、レシリンタンパク質、エラスチンタンパク質、及びケラチンタンパク質と無関係な配列（すなわち、配列番号１２で示されるアミノ酸配列に相当する配列）を除いて算出した。
　また、構造タンパク質は、疎水性タンパク質及び極性溶媒中で自己凝集を起こしやすい傾向にあるポリペプチドを含み、構造タンパク質は疎水性タンパク質であることが好ましい。構造タンパク質又はそれに由来する構造タンパク質は、１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。構造タンパク質を２種以上組み合わせることで、全体としての疎水性度を所望の値に調節してもよい。疎水性度は、上述した方法により算出することができる。
（有機溶媒）
　本実施形態に関わる紡糸原液の有機溶媒は、人造タンパク質を溶解し得るものであればいずれも使用することができる。有機溶媒としては、例えば、ヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）、ヘキサフルオロアセトン（ＨＦＡ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）、１，３－ジメチル－２－イミダゾリドン（ＤＭＩ）、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）、アセトニトリル、Ｎ－メチルモルホリンＮ－オキシド（ＮＭＯ）及びギ酸等が挙げられる。これらの溶媒は、１種単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。例えば、有機溶媒は、ギ酸、ＤＭＳＯ及びＨＦＩＰからなる群から選択される少なくとも１種を含むものであってよく、ギ酸、ＤＭＳＯ及びＨＦＩＰからなる群から選択される少なくとも１種であってよく、ギ酸であってもよい。これらの有機溶媒は、水を含んでいてもよい。
　本実施形態に関わる紡糸原液におけるタンパク質の含有量は、紡糸原液全量を１００質量％としたとき、１０～４０質量％であることが好ましく、１０～３５質量％であることがより好ましく、１２～３５質量％であることがより好ましく、１５～３５質量％であることがより好ましく、１５～３０質量％であることがより好ましく、２０～３５質量％であることがさらに好ましく、２０～３０質量％であることが特に好ましい。構造タンパク質の含有量が１０質量％以上であると、凝固浴中で形成させた繊維が、凝固浴中で生じる随伴流の影響をより一層低減することができ、生産性が向上する。構造タンパク質の含有量が４０質量％以下であると、紡糸口金から紡糸原液をより一層安定的に吐出させることができ、生産性が向上する。
（溶解促進剤）　本実施形態に関わる紡糸原液は、溶解促進剤を更に含有するものであってよい。溶解促進剤を含むことにより、紡糸原液の調製が容易になる。
　溶解促進剤は、以下に示すルイス酸とルイス塩基とからなる無機塩であってよい。ルイス塩基としては、例えば、ハロゲン化物イオン等が挙げられる。ルイス酸としては、例えば、アルカリ金属イオン、ハロゲン化物アルカリ土類金属イオン等の金属イオン等が挙げられる。無機塩としては、例えば、アルカリ金属ハロゲン化物、及びアルカリ土類金属ハロゲン化物等が挙げられる。アルカリ金属ハロゲン化物の具体例としては、塩化リチウム、臭化リチウム等が挙げられる。アルカリ土類ハロゲン化物の具体例としては、塩化マグネシウム、塩化カルシウム等が挙げられる。溶解促進剤は、１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
　これらの無機塩は、ギ酸又はＤＭＳＯに対する構造タンパク質の溶解促進剤として用いられ得、塩化リチウム及び塩化カルシウムが特に好ましい。紡糸原液が溶解促進剤（上記の無機塩）を含有することにより、構造タンパク質が紡糸原液中に高い濃度で溶解可能となる。これにより、タンパク質繊維の生産効率がより一層向上し、かつタンパク質繊維の高品質化と応力等の物性の向上等が期待される。
　溶解促進剤の含有量は、紡糸原液全量に対して、０．１質量％以上、１質量％以上、２質量％以上、３質量％以上、４質量％以上、７質量％以上、１０質量％以上、又は１５質量％以上であってよく、２０質量％以下、１６質量％以下、１２質量％以下、又は９質量％以下であってよい。
（各種添加剤）　紡糸原液は、必要に応じて、各種の添加剤を更に含有していてよい。添加剤としては、例えば、可塑剤、レベリング剤、架橋剤、結晶核剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、フィラー、及び合成樹脂が挙げられる。添加剤の含有量は、紡糸原液中のタンパク質全量１００質量部に対して、５０質量部以下であってよい。
　本実施形態に関わる紡糸原液の粘度は、製造する繊維の用途や紡糸方法に応じて等に応じて適宜設定してよい。例えば、２０℃において、６０，０００～１３０，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、６５，０００～１２５，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよい。また、例えば、３５℃において、５００～３５，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、１，０００～３５，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、３，０００～３０，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、５００～２０，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、５００～１５，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、１，０００～１５，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、１，０００～１２，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、１，５００～１２，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、１，５００～１０，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、１，５００～８，０００ｍＰａ・ｓｅｃ等であってよい。また、例えば、４０℃において、５００～３５，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、１，０００～３５，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、５，０００～３５，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、１０，０００～３０，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、１２，０００～３０，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、１２，０００～２８，０００ｍＰａ・ｓｅｃ等であってよい。また、例えば、７０℃において、１，０００～６，０００ｍＰａ・ｓｅｃ、１，５００～５，０００ｍＰａ・ｓｅｃ等であってよい。紡糸原液の粘度は、例えば京都電子工業社製の商品名“ＥＭＳ粘度計”を使用して測定することができる。
　紡糸原液は、溶解を促進するために、ある程度の時間撹拌又は振とうしてもよい。その際、紡糸原液は必要により、使用する構造タンパク質及び溶媒に応じて溶解可能な温度に加熱してもよい。ドープ液は、例えば、３０℃以上、４０℃以上、５０℃以上、６０℃以上、７０℃以上、８０℃以上、又は、９０℃以上に加熱してもよい。人造タンパク質の分解をより防ぐという観点からは、４０℃であることが好ましい。加熱温度の上限は、例えば、溶媒の沸点以下である。
＜凝固液＞
　本実施形態に関わる凝固液は、水又はＰＨ０．２５以上ＰＨ１０．００以下の水溶液を含有する。これにより、爆発・火災等の危険性、製造コスト、及び環境負荷が低減されたタンパク質繊維の製造方法の提供が可能となる。水溶液は、塩水溶液、酸水溶液、又は塩水溶液と酸水溶液の混合溶液であってよく、塩水溶液又は塩水溶液と酸水溶液の混合溶液であってよく、塩水溶液であってよい。ここで、塩水溶液と酸水溶液の混合溶液は、塩水溶液と酸水溶液を混合した溶液に限定されず、塩水溶液に酸を混合した溶液、酸水溶液に塩を混合した溶液、及び水に塩と酸を溶解した溶液も含む。
（酸水溶液）
　酸水溶液としては、カルボン酸等の水溶液が挙げられ、カルボン酸の具体例としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、クエン酸、及びシュウ酸等が挙げられる。これらの溶媒は、１種単独で使用してもよく、２種以上を混合して水溶液として使用してもよい。例えば、酸水溶液は、クエン酸水溶液又はギ酸水溶液であってよい。
（塩水溶液）
　塩水溶液としては、有機塩、又は無機塩の塩水溶液、並びに有機塩及び無機塩の混合水溶液等が挙げられる。
　有機塩としては、例えば、カルボン酸塩等が挙げられ、カルボン酸塩の具体例としては、ギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、クエン酸塩、及びシュウ酸塩等が挙げられる。例えば、有機塩は、ギ酸塩、酢酸塩及びクエン酸塩であってよい。
　ギ酸塩の具体例としては、例えば、ギ酸アンモニウム、ギ酸カリウム、ギ酸ナトリウム、ギ酸リチウム、ギ酸マグネシウム、及びギ酸カルシウム等が挙げられる。
　酢酸塩の具体例としては、例えば、酢酸アンモニウム、酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、酢酸リチウム、酢酸マグネシウム、及び酢酸カルシウム等が挙げられる。
　プロピオン酸塩の具体例としては、例えば、プロピオン酸アンモニウム、プロピオン酸カリウム、プロピオン酸ナトリウム、プロピオン酸リチウム、プロピオン酸マグネシウム、及びプロピオン酸カルシウム等が挙げられる。
　クエン酸塩の具体例としては、クエン酸アンモニウム、クエン酸カリウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸リチウム、クエン酸マグネシウム、及びクエン酸カルシウム等が挙げられる。例えば、クエン酸塩は、クエン酸アンモニウム、クエン酸カリウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸マグネシウム、及びクエン酸カルシウムからなる群から選択される少なくとも１種を含むものであってよく、クエン酸アンモニウム、クエン酸カリウム及びクエン酸ナトリウムからなる群から選択される少なくとも１種を含むものであってよく、クエン酸カリウム及びクエン酸ナトリウムからなる群から選択される少なくとも１種を含むものであってよく、クエン酸ナトリウムであってよい。
　シュウ酸塩の具体例としては、シュウ酸アンモニウム、シュウ酸カリウム、シュウ酸ナトリウム、シュウ酸リチウム、シュウ酸マグネシウム、及びシュウ酸カルシウム等が挙げられる。カルボン酸塩としては、カルボン酸ナトリウムがより好ましく、カルボン酸ナトリウムの具体例としては、ギ酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、プロピオン酸ナトリウム、及びシュウ酸ナトリウム等が挙げられる。
　無機塩の具体例としては、正塩、酸性塩、及び塩基性塩が挙げられる。
　正塩の具体例としては、硫酸塩、塩化物、硝酸塩、ヨウ化物塩、チオシアン酸塩、及び炭酸塩等が挙げられる。
　硫酸塩の具体例としては、例えば、硫酸アンモニウム、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸リチウム、硫酸マグネシウム、及び硫酸カルシウム等が挙げられる。例えば、硫酸塩は、硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、及び硫酸カルシウムからなる群から選択される少なくとも１種を含むものであってよく、硫酸アンモニウム及び硫酸ナトリウムからなる群から選択される少なくとも１種を含むものであってよく、硫酸ナトリウムであってよい。
　塩化物の具体例としては、例えば、塩化アンモニウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化リチウム、塩化マグネシウム、及び塩化カルシウム、塩化グアニジウム等が挙げられる。例えば、塩化物は、塩化アンモニウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム及び塩化グアニジウムからなる群から選択される少なくとも１種を含むものであってよく、塩化物は、塩化アンモニウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化リチウム、塩化カルシウム、及び塩化マグネシウムからなる群から選択される少なくとも１種を含むものであってよく、塩化物は、塩化カリウム、塩化ナトリウム、及び塩化カルシウムからなる群から選択される少なくとも１種を含むものであってよく、塩化ナトリウム及び塩化カルシウムからなる群から選択される少なくとも１種を含むものであってもよく、塩化ナトリウムであってよい。
　硝酸塩の具体例としては、例えば、硝酸アンモニウム、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸リチウム、硝酸マグネシウム、及び硝酸カルシウム等が挙げられる。
　ヨウ化物塩の具体例としては、例えば、ヨウ化アンモニウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化リチウム、ヨウ化マグネシウム、及びヨウ化カルシウム等が挙げられる。
　チオシアン酸塩の具体例としては、例えば、チオシアン酸アンモニウム、チオシアン酸カリウム、チオシアン酸ナトリウム、チオシアン酸リチウム、チオシアン酸マグネシウム、及びチオシアン酸カルシウム、チオシアン酸グアニジン等が挙げられる。
炭酸塩の具体例としては、例えば、炭酸アンモニウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸マグネシウム、及び炭酸カルシウム等が挙げられる。
　酸性塩の具体例としては、硫酸水素塩、リン酸水素塩、及び炭酸水素塩等が挙げられる。
　硫酸水素塩の具体例としては、例えば、硫酸水素アンモニウム、硫酸水素カリウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素リチウム、硫酸水素マグネシウム、硫酸水素カルシウム等が挙げられる。
　リン酸水素塩の具体例としては、例えば、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸二水素マグネシウム、リン酸水素二マグネシウム、リン酸二水素カルシウム、及びリン酸水素二カルシウム等が挙げられる。
　炭酸水素塩の具体例としては、例えば、炭酸水素アンモニウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素マグネシウム、及び炭酸水素カルシウム等が挙げられる。
　塩基性塩の具体例としては、塩化水酸化カルシウム、塩化水酸化マグネシウム等が挙げられる。
　上記の酸、酸水溶液、塩、及び塩水溶液は、１種単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
　２種以上の塩又は塩水溶液を混合した塩混合水溶液としては、上記有機塩の混合水溶液、上記無機塩の混合水溶液、上記有機塩及び無機塩の混合水溶液等が挙げられ、製造コスト低減の観点から汽水及び海水が特に好ましい。汽水及び海水は、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、及び硫酸カルシウムを主として含むことで知られている。
　凝固液は、塩水溶液を含有することが好ましく、塩水溶液であることがより好ましい。塩を含むことで脱溶媒速度をより向上させることができる。塩は、カルボン酸塩、硫酸塩、塩化物、リン酸水素塩、及び炭酸水素塩からなる群の少なくとも１種を含むことがより好ましく、カルボン酸塩、硫酸塩及び塩化物からなる群の少なくとも１種を含むことが更に好ましく、硫酸塩及び塩化物からなる群の少なくとも１種を含むことが特に好ましい。これらの塩を含むことで、繊維形成能をより向上させることができ、得られる繊維の伸度をより向上させ得る。
　カルボン酸塩としては、カルボン酸ナトリウムがより好ましく、硫酸塩としては、硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、及び硫酸カルシウムがより好ましく、塩化物としては、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、及び塩化カルシウムがより好ましく、炭酸水素塩としては、炭酸水素ナトリウムがより好ましく、混合水溶液としては、汽水及び海水が特に好ましい。これらの塩及び混合水溶液を使用することで、繊維形成能の向上効果に加えて、製造コストをさらに低減することができる。
　塩の含有量は、凝固液全量に対して、０．１質量％以上、０．３質量％以上、０．５質量％以上、０．７質量％以上、１質量％以上、１．３質量％以上、１．５質量％以上、１．７質量％以上、２質量％以上、２．３質量％以上、２．５質量％以上、２．７質量％以上、３質量％以上、４質量％以上、５質量％以上、７質量％以上、１０質量％以上、１５質量％以上、又は２０質量％以上であってよく、上限値としては、３０質量％以下、２５質量％以下、又は溶解度以下の含有量であってよい。塩の含有量は、凝固液全量に対して、例えば、０．１質量％以上３０質量％以下、０．３質量％以上２５質量％以下、１質量％以上２５質量％以下、３質量％以上２５質量％以下、５質量％以上２５質量％以下、８質量％以上２５質量％以下、１０質量％以上２５質量％以下、１質量％以上２０質量％以下、３質量％以上２０質量％以下、５質量％以上２０質量％以下、８質量％以上２０質量％以下、１０質量％以上２０質量％以下、１５質量％以上２０質量％以下又は１６質量％以上２０質量％以下であってよい。塩の含有量は、例えば、凝固液全量に対して、０．０５ｍｏｌ／Ｌ以上であることが好ましく、０．０５ｍｏｌ／Ｌ以上５．５ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上５．０ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上４．５ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上４．０ｍｏｌ／Ｌ以下であってよい。
　塩化ナトリウムを用いる場合の塩の含有量は、例えば、凝固液全量に対して、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上５．０ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上４．５ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上４．０ｍｏｌ／Ｌ以下であってよい。
　塩化カリウムを用いる場合を用いる場合の塩の含有量は、例えば、凝固液全量に対して、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上３．９ｍｏｌ／Ｌ以下であってよい。
　塩化カルシウムを用いる場合を用いる場合の塩の含有量は、例えば、凝固液全量に対して、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上１４．３ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上１３．０ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上１２．０ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上１１．０ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上１０．０ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上９．０ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上８．０ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上７．０ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上６．０ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上５．０ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上４．０ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上３．０ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上２．０ｍｏｌ／Ｌ以下であってよい。
　硫酸ナトリウムを用いる場合を用いる場合の塩の含有量は、例えば、凝固液全量に対して、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上３．４ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上３．０ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上２．５ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上２．０ｍｏｌ／Ｌ以下であってよい。また、例えば、凝固液全量に対して、３質量％以上２８質量％以下、３質量％以上２５質量％以下、３質量％以上２０質量％以下、５質量％以上２０質量％以下、８質量％以上２０質量％以下であってよい。また、凝固液全量に対する硫酸ナトリウムの含有量は、１０質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、１１質量％以上１９質量％以下であることが好ましく、１１質量％以上１８質量％以下であることがより好ましく、１２質量％以上１８質量％以下であることがさらに好ましく、１２質量％以上１７質量％以下であることが特に好ましい。凝固液全量に対する硫酸ナトリウムの含有量が１０質量％以上であると、十分な凝固速度が得られ、設備投資による費用増大を回避することができる。凝固液全量に対する硫酸ナトリウムの含有量が２０質量％以下であると、ドープ液の急速な凝固によるドープ液と凝固糸（糸条）間の界面で発生する糸切れを回避することができる。また、上記の場合の凝固液全量に対する水の含有量は、溶媒の回収効率を向上させる観点から、６０質量％以上８０質量％以下であることが好ましく、６０質量％以上７０質量％以下であることがより好ましい。また、硫酸ナトリウムを用いる場合の硫酸ナトリウム水溶液の濃度は、１０質量％以上２２質量％以下であることが好ましく、１０質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、１２質量％以上２０質量％以下であることがより好ましく、１４質量％以上２０質量％以下であることがさらに好ましく、１６質量％以上２０質量％以下であることが特に好ましい。硫酸ナトリウム水溶液の濃度が１０質量％以上であると、十分な凝固速度が得られ、設備投資による費用増大を回避することができる。硫酸ナトリウム水溶液の含有量が２２質量％以下であると、ドープ液の急速な凝固によるドープ液と凝固糸（糸条）間の界面で発生する糸切れを回避することができる。
クエン酸ナトリウムを用いる場合を用いる場合の塩の含有量は、例えば、凝固液全量に対して、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上１．６ｍｏｌ／Ｌ以下であってよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上１．３ｍｏｌ／Ｌ以下であってよい。
　本実施形態の凝固液に含有される水溶液は、例えば、カルボン酸水溶液、炭酸水素塩水溶液、ギ酸塩水溶液、酢酸塩水溶液、塩化物水溶液、硫酸塩水溶液、リン酸水素塩水溶液、クエン酸塩水溶液、汽水、海水及びこれらの混合溶液からなる群から選択されてよい。また、本実施形態の凝固液に含有される水溶液は、例えば、クエン酸水溶液、ギ酸水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、ギ酸ナトリウム水溶液、酢酸ナトリウム水溶液、塩化ナトリウム水溶液、硫酸ナトリウム水溶液、硫酸アンモニウム水溶液、リン酸水素カリウム水溶液、塩化カルシウム水溶液、クエン酸ナトリウム水溶液、汽水、海水及びこれらの混合溶液からなる群から選択されてよい。
　紡糸原液を接触させる前の凝固液には有機溶媒が含まれてもよく、含まれなくてもよい。また、紡糸原液を接触させる前の凝固液に有機溶媒が含まれない場合であっても、紡糸原液を凝固液に接触させる過程において、接触した紡糸原液から凝固液に有機溶媒が溶解する場合がある。凝固液に含まれる有機溶媒（凝固液に接触した紡糸原液から凝固液に溶解した場合も含む）の含有量は、凝固液の全質量（有機溶媒が紡糸原液から凝固液に溶解した場合には、紡糸原液を接触させる前の凝固液と紡糸原液から凝固液に溶解した有機溶媒の合計含有量）を１００質量％として、０質量％以上４０質量％以下、０質量％以上３０質量％以下、５質量％以上３０質量％以下、５質量％以上２５質量％以下、０質量％以上２０質量％以下、５質量％以上２０質量％以下、５質量％以上１５質量％以下、１０質量％以上４０質量％以下、１５質量％以上４０質量％以下、２０質量％以上４０質量％以下、１０質量％以上３０質量％以下、１０質量％以上２０質量％以下、０質量％以上１０質量％以下、０質量％以上５質量％以下、０質量％以上２質量％以下であるのが好ましい。有機溶媒の含有量が、上述の範囲内である場合、本願発明の効果がより顕著に奏される。上記凝固液に含まれる有機溶媒の含有量は、凝固液の全質量を１００質量％として、１０質量％以上４０質量％以下であってもよく、１５質量％以上４０質量％以下であってもよく、２０質量％以上４０質量％以下であってもよい。有機溶媒の含有量が、上述の範囲内である場合、より一層構造タンパク質の繊維形成能が向上する。有機溶媒としては、ギ酸、ＤＭＳＯ、又はＨＦＩＰが好ましく、ギ酸がより好ましい。
　凝固液が含有する水溶液のｐＨは、０．２５～１０．００であってよく、０．２５～９．５０であってよい。
　凝固液における酸水溶液のｐＨは、例えば、０．２５～７．００未満であってよく、０.５０～７．００未満であってよく、１.００～７．００未満であってよく、１.５０～７．００未満であってよく、２.００～７．００未満であってよく、３.００～７．００未満であってよい。
　凝固液における塩水溶液のｐＨは、例えば、０．５０～１０．００であってよく、１．００～１０．００であってよく、２．００～１０．００であってよく、３．００～１０．００であってよく、３．５０～１０．００であってよく、４．００～１０．００であってよく、４．５０～１０．００であってよく、５．００～１０．００であってよく、５．５０～１０．００であってよく、６．００～１０．００であってよく、６．５０～１０．００であってよく、６．５０～９．５０であってよい。
　凝固液における上記水又は水溶液の含有量は、凝固液全量に対して、６０質量％以上が好ましく、７０質量％以上がより好ましく、８０質量％以上がより好ましく、９０質量％以上がさらに好ましく、９５質量％以上が特に好ましい。上記水又は水溶液の含有量が上述の範囲内である場合、より一層構造タンパク質の繊維形成能が向上する。凝固液における上記水又は水溶液の含有量は、凝固液全量に対して、例えば、６０質量％以上１００質量％以下であってよく、７０質量％以上１００質量％以下であってよく、８０質量％以上１００質量％以下であってよく、９５質量％以上１００質量％以下であってよい。
　凝固液はギ酸を含んでいてもよい。凝固液全量に対するギ酸の含有量は、溶媒回収効率向上の観点から、１５～２５質量％であることが好ましく、１６～２５質量％であることがより好ましく、１６～２４質量％であることがさらに好ましく、１８～２４質量％であることが特に好ましい。
　凝固液の温度は、室温であってよく、０℃～９０℃であってよく、０℃～８０℃であってよく、５℃～８０℃であってよく、１０℃～８０℃であってよく、１５℃～８０℃であってよく、２０℃～８０℃であってよく、２５℃～８０℃であってよく、３０℃～８０℃であってよく、４０℃～８０℃であってよく、５０℃～８０℃であってよく、６０℃～８０℃であってよく、７０℃～８０℃であってよく、２０℃～７０℃であってよく、３０℃～７０℃であってよく、４０℃～７０℃であってよく、５０℃～７０℃であってよく、２０℃～６０℃であってよく、３０℃～６０℃であってよく、４０℃～６０℃であってよく、５０℃～６０℃であってよい。凝固液の温度の下限値は、紡糸原液に含有される有機溶媒の融点以上であればよく、温度の上限値は、紡糸原液に含有される有機溶媒の沸点以下であればよい。凝固液の温度をより高くすることで、紡糸原液の脱溶媒速度をより速くすることができる。また、凝固液の温度は、５５℃～６５℃であることが好ましく、４５℃～５５℃であることがより好ましく、３５℃～４５℃であることがさらに好ましい。凝固液の温度が３５℃以上であると、適度な脱溶媒速度が得られ、生産性をより向上させることができる。凝固液の温度が６５℃以下であると、ドープ液が凝固液中で加温されることによる急激な軟化を防ぐことができる。
　凝固液は、紡糸原液に添加し得る上述の溶解促進剤をさらに含んでいてよい。
〔紡糸工程〕
　本実施形態に係るタンパク質繊維の製造方法は、公知の湿式紡糸法及び乾湿式紡糸法によって製造することができる。すなわち、紡糸工程では、上述した紡糸原液を上述した凝固液に接触させ、タンパクを凝固させる。紡糸工程を含め、本実施形態のタンパク質繊維の製造方法は、例えば、図４に示す紡糸装置を使用して実施することができる。
　図４は、タンパク質繊維を製造するための紡糸装置の一例を概略的に示す説明図である。図４に示す紡糸装置１０は、湿式紡糸用の紡糸装置の一例であり、押出し装置１と、凝固浴槽２０と、洗浄浴槽（延伸浴槽）２１と、乾燥装置４とを上流側から順に有している。
　押出し装置１は貯槽７を有しており、ここに紡糸原液（ドープ液）６が貯留される。凝固浴槽２０に凝固液１１が貯留される。紡糸原液６は、貯槽７の下端部に取り付けられたギアポンプ８により、凝固液１１中に設けられたノズル９から押し出される。押し出された紡糸原液６は、凝固浴槽２０の凝固液１１内に供給（導入）される。凝固液１１内で紡糸原液から溶媒が除去されてクモ糸タンパク質が凝固する。凝固したクモ糸タンパク質は、洗浄浴槽２１に導かれ、洗浄浴槽２１内の洗浄液１２により洗浄された後、洗浄浴槽２１内に設置された第一ニップローラ１３と第二ニップローラ１４により、乾燥装置４へと送られる。このとき、例えば、第二ニップローラ１４の回転速度を第一ニップローラ１３の回転速度よりも速く設定すると、回転速度比に応じた倍率で延伸されたタンパク質繊維３６が得られる。洗浄液１２中で延伸されたタンパク質繊維は、洗浄浴槽２１内を離脱してから、乾燥装置４内を通過する際に乾燥され、その後、ワインダーにて巻き取られる。このようにして、タンパク質繊維が、紡糸装置１０により、最終的にワインダーに巻き取られた巻回物５として得られる。なお、１８ａ～１８ｇは糸ガイドである。
　凝固液１１の温度は、特に限定されないが、８０℃以下、７０℃以下、６０℃以下、５０℃以下、４０℃以下、３０℃以下、２５℃以下、２０℃以下、１０℃以下、又は５℃以下であってよい。作業性、冷却コスト等の観点から、０℃以上であることが好ましい。なお、凝固液１１の温度は、例えば、熱交換器を内部に備える凝固浴槽２０と、冷却循環装置と、を有する紡糸装置１０を用いることにより調整することができる。例えば、凝固浴槽内に設置した熱交換器に冷却循環装置で所定の温度まで冷却した媒体を流すことにより、凝固液１１と熱交換器間での熱交換により温度を上記範囲内に調整することができる。この場合、媒体として凝固液１１に用いる溶媒を循環することでより効率的な冷却が可能となる。
　凝固液が貯留される凝固浴槽は複数設けられていてもよい。
　凝固した人造構造タンパク質は、凝固浴槽又は洗浄浴槽を離脱してから、そのままワインダーにて巻き取られてもよいし、乾燥装置を通過し、乾燥され、その後、ワインダーにて巻き取られてもよい。
　凝固した人造構造タンパク質が凝固液中を通過する距離は、脱溶媒が効率的に行えればよく、ノズルからの紡糸原液の押出速度（吐出速度）等に応じて決定されるものであってよい。凝固した人造構造タンパク質（又は紡糸原液）の凝固液中での滞留時間は、凝固した人造構造タンパク質が凝固液中を通過する距離、ノズルからの紡糸原液の押出速度等に応じて決定されるものであってよい。
〔延伸工程〕
　本実施形態の人造構造タンパク質繊維の製造方法は、凝固させた人造構造タンパク質を延伸する工程（延伸工程）を更に含むものであってよい。延伸方法としては、湿熱延伸、乾熱延伸等をあげることができる。延伸工程は、例えば、凝固浴槽２０内で実施してもよく、洗浄浴槽２１内で実施してもよい。延伸工程はまた、空気中で実施することもできる。
　洗浄浴槽２１内で実施される延伸は、温水中、温水に有機溶剤等を加えた溶液中等で行う、いわゆる湿熱延伸であってもよい。湿熱延伸の温度は５０～９０℃であることが好ましい。該温度が５０℃以上であると、糸の細孔径を安定的に小さくすることができる。また、温度が９０℃以下であると、温度設定が容易であり紡糸安定性が向上する。温度は７５～８５℃がより好ましい。
　湿熱延伸は、温水中、温水に有機溶剤等を加えた溶液中、又はスチーム加熱中で行うことができる。温度としては、例えば、４０～２００℃であってよく、５０～１８０℃であってよく、５０～１５０℃であってよく、７５～９０℃であってよい。湿熱延伸における延伸倍率は、未延伸糸（又は前延伸糸）に対して、例えば、１～３０倍であってよく、２～２５倍であってよく、２～２０倍であってよく、２～１５倍であってよく、２～１０倍であってよく、２～８倍であってよく、２～６倍であってよく、２～４倍であってよい。ただし、延伸倍率は、所望する繊維の太さ、機械物性などの特性が得られる範囲であれば限定されるものではない。
　乾熱延伸は、接触型の熱板、及び非接触型の炉などの装置を用いて行うことができるが、特に限定されるものではなく、繊維を所定の温度まで昇温させ、かつ所定の倍率で延伸が可能な装置であればよい。温度としては、例えば、１００℃～２７０℃であってよく、１４０℃～２３０℃であってよく、１４０℃～２００℃であってよく、１６０℃～２００℃であってよく、１６０℃～１８０℃であってよい。
　乾熱延伸工程における延伸倍率は、未延伸糸（又は前延伸糸）に対して、例えば、１～３０倍であってよく、２～３０倍であってよく、２～２０倍であってよく、３～１５倍であってよく、３～１０倍であることが好ましく、３～８倍であることがより好ましく、４～８倍であることがさらに好ましい。ただし、延伸倍率は、所望する繊維の太さ、機械物性などの特性が得られる範囲であれば限定されるものではない。
　延伸工程は、湿熱延伸及び乾熱延伸を、それぞれ単独で行うものであってもよく、またこれらを多段で、又は組み合わせて行うものであってもよい。すなわち、延伸工程として、一段目延伸を湿熱延伸で行い、二段目延伸を乾熱延伸で行う、又は一段目延伸を湿熱延伸行い、二段目延伸を湿熱延伸行い、更に三段目延伸を乾熱延伸で行う等、湿熱延伸及び乾熱延伸を適宜組み合わせて行うことができる。
　延伸工程を経た人造構造タンパク質繊維の最終的な延伸倍率の下限値は、未延伸糸（又は前延伸糸）に対して、好ましくは、１倍、２倍、３倍、４倍、５倍、６倍、７倍、８倍、又は９倍のうちの何れかであってよい。延伸工程を経た改変フィブロイン繊維の最終的な延伸倍率の上限値は、好ましくは４０倍、３０倍、２０倍、１５倍、１４倍、１３倍、１２倍、１１倍、又は１０倍のうちの何れかであってよい。また、例えば、最終的な延伸倍率は３～４０倍であてよく、３～３０倍であってよく、５～３０倍であってよく、５～２０倍であってよく、５～１５倍であってよく、５～１３倍であってよい。ただし、延伸倍率は、所望する繊維の太さ、機械物性などの特性が得られる範囲であれば限定されるものではない。
　紡糸工程において、紡糸口金の口金形状、ホール形状、ホール数などは特に限定されるものではなく、所望の繊維径及び単糸本数等に応じて適宜選択できる。
　乾燥の前又は後に、必要に応じて、未延伸糸（若しくは前延伸糸）又は延伸糸に対して、帯電抑制性、収束性及び潤滑性等を付与する目的で油剤を付与してもよい。付与する油剤の種類及び付与する量等は、特に限定されるものではなく、繊維を使用する用途、繊維の取扱い性等を考慮し適宜調整することができる。
　紡糸口金のホール形状が円形である場合は、紡糸口金の孔径として０．０１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下を例示できる。孔径が０．０１ｍｍ以上であると、圧力損失を低減することができ設備費用を抑えることができる。孔径が０．６ｍｍ以下であると、繊維径を細くするための延伸操作の必要性を低減することができ、吐出から巻き取りまでの間で延伸切れを起こす可能性を低減することができる。
　紡糸口金を通過する際の紡糸原液の温度、及び紡糸口金の温度は、特に限定されるものではなく、用いる紡糸原液の濃度及び粘度、有機溶媒の種類等により適宜調整すればよい。当該温度は、構造タンパク質の劣化等を防止するという観点から、３０℃～１００℃が好ましい。また、当該温度は、溶媒の揮発による圧力上昇、紡糸原液の固形化による配管内の閉塞が発生する可能性を低減するという観点から、用いる溶媒の沸点に満たない温度を上限とすることが好ましい。これにより工程安定性が向上する。
　本実施形態に係る製造方法は、紡糸原液の吐出前に紡糸原液を濾過する工程（濾過工程）、及び／又は吐出前に紡糸原液を脱泡する工程（脱泡工程）を更に備えるものであってもよい。
（繊維の物性評価）
　以下のようにして、人造構造タンパク質繊維の物性を測定し、評価することができる。
温度２０℃、相対湿度６５％の環境下でＴｅｘｔｅｃｈｎｏ社製の単糸強伸度測定装置である「ＦＡＶＩＭＡＴ」を使用し、ランダムにサンプリングした繊維の繊度と強伸度を測定し、平均値を算出する。強伸度測定の条件は、ロードセル容量２１０ｃＮ、ゲージ長２０ｍｍ、引張速度１０ｍｍ／ｍｉｎとするのがよい。破断時の強度を破断強度［ｇ／ｄ］、破断時の伸度を破断伸度［％］と定義し、横軸を歪み［％］とし、縦軸を応力［ｇ／ｄ］とした場合の応力－歪み曲線と横軸とに囲まれる面積の数値に、密度［ｋｇ／ｍ３］を乗じた値を靭性［ＭＪ／ｍ３］と定義する。測定値は、例えば、サンプル数ｎ＝１０の平均値として算出することが好ましい。
（繊維の収縮性評価）
　人造構造タンパク質繊維は、沸点未満の水に接触（湿潤）させることにより収縮する特性を有する。人造構造タンパク質繊維において、このような収縮が少ない程好ましい。
　収縮性は、例えば、以下の方法で求められる収縮率を指標として評価することができる。
　長さ約３０ｃｍの複数本の人造構造タンパク質繊維を束ね、繊度１５０デニールの繊維束とする。この繊維束に０．８ｇの鉛錘を取り付け、その状態で繊維束を４０℃の水に９０秒浸漬し収縮させる。その後、各繊維束を水中から取り出し、０．８ｇの鉛錘を取り付けたまま乾燥させ、乾燥後の各繊維束の長さを測定する。収縮率は下記式に従って算出される。なお、Ｌ０は水と接触させる前（紡糸後）の繊維の長さ（ここでは３０ｃｍ）を示し、ＬＤは収縮後（水への含浸処理後乾燥させた繊維）の繊維の長さを示す。
　式：収縮率［％］　＝｛１－（ＬＤ／Ｌ０）｝×１００　　
〔製品〕
　本実施形態に係るタンパク質繊維は、繊維（長繊維、短繊維、モノフィラメント、又はマルチフィラメント等）又は糸（紡績糸、撚糸、仮撚糸、加工糸、混繊糸、又は混紡糸等）として、織物、編物、組み物、若しくは不織布等の布帛、紙及び綿等に応用できる。また、ロープ、手術用縫合糸、止血剤、電気部品用の可撓性止め具、さらには移植用生理活性材料（例えば、人工靭帯及び大動脈バンド）等の高強度用途にも応用できる。これらは、公知の方法により製造することができる。
　以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
〔人造構造タンパク質の製造〕
（１）発現ベクターの作製
　ネフィラ・クラビペス（Ｎｅｐｈｉｌａ　ｃｌａｖｉｐｅｓ）由来のフィブロイン（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号：Ｐ４６８０４．１、ＧＩ：１１７４４１５）の塩基配列及びアミノ酸配列に基づき、配列番号４４を有する人造構造タンパク質（改変フィブロイン）（以下、「ＰＲＴ９６６」ともいう。）、配列番号１５を有する改変フィブロイン(以下、「ＰＲＴ７９９」ともいう。)及び配列番号３７を有する改変フィブロイン（以下、「ＰＲＴ９１８」ともいう。）、配列番号５０を有する改変フィブロイン（以下、「ＰＲＴ７０５」ともいう。）、配列番号５１を有する改変フィブロイン（以下、「ＰＲＴ８２６」ともいう。）、配列番号５２を有する改変フィブロイン（以下、ＰＲＴ８５３」ともいう。）、配列番号５３を有する改変フィブロイン（以下、「ＰＲＴ１１０３」ともいう。）、配列番号５４を有する改変フィブロイン（以下、「ＰＲＴ１１０４」ともいう。）、配列番号５５を有する改変フィブロイン（以下、「ＰＲＴ１１０７」ともいう。）、配列番号５６を有する改変フィブロイン（以下、「ＰＲＴ１０８３」ともいう）及び配列番号５７を有する改変フィブロイン（以下、「ＰＲＴ１１２５」ともいう。）を設計した。また、人造構造タンパク質として配列番号５８を有するケラチンタンパク質（以下、「ＰＲＴ８５５」ともいう。）、配列番号５９を有するコラーゲンタンパク質（以下、「ＰＲＴ５３７」ともいう。）、配列番号６０を有するレシリンタンパク質（以下、「ＰＲＴ３６６」ともいう。）及び配列番号６１を有するインターフェロンγ（以下、「ＰＲＴ６６２」ともいう。）
　なお、配列番号４４で示されるアミノ酸配列は、疎水度の向上を目的として、配列番号９で示されるアミノ酸配列(Ｃ末端に配列番号４２で示されるアミノ酸配列が付加される前のアミノ酸配列)中のＱＱを全てＶＦに置換し、かつ残りのＱをＩに置換したアミノ酸配列を有し、さらにＮ末端に配列番号１２で示されるアミノ酸配列が付加されている。
　また、配列番号１５で示されるアミノ酸配列は、ネフィラ・クラビペス由来のフィブロインのアミノ酸配列に対して、生産性の向上を目的としてアミノ酸残基の置換、挿入及び欠失を施したアミノ酸配列を有し、さらにＮ末端に配列番号１２で示されるアミノ酸配列(タグ配列及びヒンジ配列)が付加されたものである。
　配列番号５３で示されるアミノ酸配列（ＰＲＴ１１０３）は、配列番号７（Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０）で示されるアミノ酸配列のチロシン残基（Ｙ）をフェニルアラニン残基（Ｆ）に置換し、かつセリン残基（Ｓ）の大部分をアラニン残基（Ａ）又はグリシン残基（Ｇ）で置換したものに、さらにＮ末端にタグ配列が付加されたものである。
　配列番号５４で示されるアミノ酸配列（ＰＲＴ１１０４）は、配列番号７で示されるアミノ酸配列のセリン残基（Ｓ）の大部分をアラニン残基（Ａ）又はグリシン残基（Ｇ）で置換したものに、さらにＮ末端にタグ配列が付加されたものである。
　配列番号５５で示されるアミノ酸配列（ＰＲＴ１１０７）は、配列番号３１で示されるアミノ酸配列（Ｍｅｔ－ＰＲＴ９１８）のセリン残基（Ｓ）をアラニン残基（Ａ）、バリン残基（Ｖ）、ロイシン残基（Ｌ）又はイソロイシン残基（Ｉ）で置換したものに、さらにＮ末端にタグ配列が付加されたものである。
配列番号５６示されるアミノ酸配列（ＰＲＴ１０８３）は、配列番号３１で示されるアミノ酸配列（Ｍｅｔ－ＰＲＴ９１８）のプロリン残基（Ｐ）をトレオニン残基（Ｔ）又はロイシン残基（Ｌ）に置換したものに、さらにＮ末端にタグ配列が付加されたものである。
　配列番号５８で示されるアミノ酸配列（ＰＲＴ８５５）は、ＰＲＴ７９８（配列番号４９）のＮ末端から１～２９２番目のアミノ酸残基からなるアミノ酸配列に対して、ロイシン又はバリンをアラニン又はグリシンに置換したアミノ酸配列に対して、さらにＮ末端から１～２４６番目のアミノ酸残基の３アミノ酸残基の置換及び、ＧＡＡＡＡＡＧ（配列番号６２）からなるアミノ酸配列を挿入したアミノ酸配列を繰り返したアミノ酸配列を有する。
　次に、設計した人造構造タンパク質ＰＲＴ９６６、ＰＲＴ７９９、ＰＲＴ９１８、ＰＲＴ８２６、ＰＲＴ８５３、ＰＲＴ１１０４、ＰＲＴ７０５、ＰＲＴ１１２５、ＰＲＴ１１０３、ＰＲＴ１１０７及びＰＲＴ１０８３（改変フィブロイン）、ＰＲＴ８５５（ケラチンタンパク質）、ＰＲＴ５３７（コラーゲンタンパク質）、ＰＲＴ３６６（レシリンタンパク質）並びにインターフェロンγ（ＰＲＴ６６２）をコードする核酸を合成した。当該核酸には、５’末端にＮｄｅＩサイト及び終止コドン下流にＥｃｏＲＩサイトを付加した。当該核酸をクローニングベクター（ｐＵＣ１１８）にクローニングした。その後、同核酸をＮｄｅＩ及びＥｃｏＲＩで制限酵素処理して切り出した後、それぞれタンパク質発現ベクターｐＥＴ－２２ｂ（＋）に組換えて発現ベクターを得た。
（２）人造構造タンパク質の発現
　（１）で得られた発現ベクターで、大腸菌ＢＬＲ（ＤＥ３）を形質転換した。当該形質転換大腸菌を、アンピシリンを含む２ｍＬのＬＢ培地で１５時間培養した。当該培養液を、アンピシリンを含む１００ｍＬのシード培養用培地（表５）にＯＤ６００が０．００５となるように添加した。培養液温度を３０℃に保ち、ＯＤ６００が５になるまでフラスコ培養を行い（約１５時間）、シード培養液を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　当該シード培養液を５００ｍＬの生産培地（表６）を添加したジャーファーメンターにＯＤ６００が０．０５となるように添加した。培養液温度を３７℃に保ち、ｐＨ６．９で一定に制御して培養した。また培養液中の溶存酸素濃度を、溶存酸素飽和濃度の２０％に維持するようにした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　生産培地中のグルコースが完全に消費された直後に、フィード液（グルコース４５５ｇ／１Ｌ、Ｙｅａｓｔ　Ｅｘｔｒａｃｔ　１２０ｇ／１Ｌ）を１ｍＬ／分の速度で添加した。培養液温度を３７℃に保ち、ｐＨ６．９で一定に制御して培養した。また培養液中の溶存酸素濃度を、溶存酸素飽和濃度の２０％に維持するようにし、２０時間培養を行った。その後、１Ｍのイソプロピル－β－チオガラクトピラノシド（ＩＰＴＧ）を培養液に対して終濃度１ｍＭになるよう添加し、改変フィブロインを発現誘導させた。ＩＰＴＧ添加後２０時間経過した時点で、培養液を遠心分離し、菌体を回収した。ＩＰＴＧ添加前とＩＰＴＧ添加後の培養液から調製した菌体を用いてＳＤＳ－ＰＡＧＥを行い、ＩＰＴＧ添加に依存した目的とする改変フィブロインサイズのバンドの出現により、目的とする人造構造タンパク質の発現を確認した。
（３）人造構造タンパク質の精製
　ＩＰＴＧを添加してから２時間後に回収した菌体を２０ｍＭ　Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ　ｂｕｆｆｅｒ（ｐＨ７．４）で洗浄した。洗浄後の菌体を約１ｍＭのＰＭＳＦを含む２０ｍＭ　Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ７．４）に懸濁させ、高圧ホモジナイザー（ＧＥＡ　Ｎｉｒｏ　Ｓｏａｖｉ社製）で細胞を破砕した。破砕した細胞を遠心分離し、沈殿物を得た。得られた沈殿物を、高純度になるまで２０ｍＭ　Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ７．４）で洗浄した。洗浄後の沈殿物を１００ｍｇ／ｍＬの濃度になるように８Ｍ　グアニジン緩衝液（８Ｍ　グアニジン塩酸塩、１０ｍＭ　リン酸二水素ナトリウム、２０ｍＭ　ＮａＣｌ、１ｍＭ　Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ、ｐＨ７．０）で懸濁し、６０℃で３０分間、スターラーで撹拌し、溶解させた。溶解後、透析チューブ（三光純薬株式会社製のセルロースチューブ３６／３２）を用いて水で透析を行った。透析後に得られた白色の凝集タンパク質を遠心分離により回収し、凍結乾燥機で水分を除き、凍結乾燥粉末を回収することにより、改変フィブロイン（ＰＲＴ９６６、ＰＲＴ７９９、ＰＲＴ９１８ＰＲＴ８２６、ＰＲＴ８５３、ＰＲＴ１１０４、ＰＲＴ７０５、ＰＲＴ１１２５、ＰＲＴ１１０３、ＰＲＴ１１０７及びＰＲＴ１０８３）、ＰＲＴ８５５（ケラチンタンパク質）、ＰＲＴ５３７（コラーゲンタンパク質）、ＰＲＴ３６６（レシリンタンパク質）並びにＰＲＴ６６２（インターフェロンγ）を得た。
〔繊維形成能の評価（凝固液）〕
（１―１）ドープ液の調製
　上記人造構造タンパク質の製造工程で得られた改変フィブロイン（ＰＲＴ９６６）２６質量％と、溶解用溶媒としてのギ酸（株式会社朝日化学社製、純度９８％）７４質量％とを混合し、攪拌しながら７０℃のアルミブロックヒーターで１時間加温し、溶解させた。目開き１μｍの金属フィルターで濾過し、脱泡してドープ液を得た。
（１―２）ドープ液の吐出試験
　（１―１）で得られたドープ液を１０ｍｌのシリンジに充填し、ノズル径０．２μｍのノズルから凝固液中に吐出して、室温で改変フィブロインを凝固させた。凝固させた原繊維は、線速度２．３９ｍ／ｍｉｎで巻き取った。得られた原繊維を観察し、繊維形成能を目視で判定した。ドープ液の押出速度は０．０７５ｍｌ／分であった。使用した凝固液の種類は表７に示すとおりである。なお、汽水は山形県酒田市の河口部で採取した汽水であり、海水は山形県加茂市の海洋から採取した海水である。汽水及び海水の濃度［ｗｔ％］は、全溶質の濃度の概算値を示す。試験例２６～２８の混合溶液は、塩化ナトリウム水溶液に、接触した紡糸原液中のギ酸が溶解することを想定したものであり、凝固液の全質量（混合溶液）の割合を、塩化ナトリウム水溶液６０質量％～８０質量％及びギ酸２０質量％～４０質量％としたものである。試験例２９のギ酸水溶液は、水に、接触した紡糸原液中のギ酸が溶解することを想定したものであり、凝固液の全質量（混合溶液）の割合を、水８０質量％及びギ酸２０質量％としたものである。
　繊維形成能の評価結果を表７に示した。繊維形成能の評価基準は以下に示すとおりである。
　◎：繊維が形成される。得られた繊維は可撓性があり、かつ均質である。
　○：繊維が形成される。得られた繊維は可撓性がある。
　△：繊維が形成される。
　×：繊維が形成されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　表７に示すとおり、水、酸水溶液、塩水溶液及び混合溶液のいずれを使用した場合にも、可撓性がある繊維を形成することができた（試験例１～試験例２６）。凝固液を塩水溶液とした場合には、可撓性があり、かつ均質な繊維を形成することができ、極めて良好な繊維形成能が示された（試験例４～試験例２６）。特に、凝固液に資源が豊富で安価な水、塩化ナトリウム水溶液、汽水、及び海水を用いることで、甚大な製造コスト削減が可能となる。また、接触した紡糸原液中の有機溶媒が凝固液に溶解した場合であっても、可撓性がある繊維を形成することができることが示された（試験例２７～試験例３０）。特に、ギ酸が溶解した凝固液が塩化ナトリウム水溶液である場合には、可撓性があり、かつ均質な繊維を形成することができた（試験例２８～試験例３０）。
〔繊維形成能の評価（タンパク質）〕
（２―１）ドープ液の調製
　上記人造構造タンパク質の製造工程で得られた改変フィブロイン（ＰＲＴ９６６、ＰＲＴ８２６、ＰＲＴ８５３、ＰＲＴ１１０４、ＰＲＴ７０５、ＰＲＴ１１２５、ＰＲＴ１１０３、ＰＲＴ１１０７及びＰＲＴ１０８３）、ケラチンタンパク質（ＰＲＴ８５５）、コラーゲンタンパク質（ＰＲＴ５３７）、レシリンタンパク質（ＰＲＴ３６６）若しくはインターフェロンγ（ＰＲＴ６６２）２６質量％又は市販品の構造タンパク質であるメディゼラチン（株式会社ニッピ製）、卵白アルブミン若しくはカゼインは２６質量％と、溶解用溶媒としてのギ酸７４質量％又は塩化リチウムを含むジメチルスルホキシド溶液（塩化リチウム濃度：４．０質量％）７４質量％とを混合し、攪拌しながら７０℃のアルミブロックヒーターで１時間加温し、溶解させた。目開き１μｍの金属フィルターで濾過し、脱泡してドープ液を得た。表８に調製したドープ液を示した。
（２―２）ドープ液の吐出試験
　（２―１）で得られたドープ液を１０ｍｌのシリンジに充填し、ノズル径０．２μｍのノズルから凝固液（濃度３０％の硫酸ナトリウム水溶液又は水）中に吐出して、室温で改変フィブロインを凝固させた。得られた原繊維を観察し、繊維形成能を目視で判定した。ドープ液の押出速度は０．０７５ｍｌ／分であった。繊維形成能の評価基準は以下に示すとおりである。繊維形成能の評価結果を表８に示した。なお、表８の平均ＨＩは、構造タンパク質を構成する全てのアミノ酸残基の疎水性指標（ＨＩ）の総和を求め、次にその総和を全アミノ酸残基数で除して算出した値である。配列表に記載のアミノ酸配列（タグ配列やヒンジ配列を含めた配列）の疎水性指標を算出して計算した値である。
　○：繊維が形成され、凝固性が良好。
　△：繊維が形成されるが、凝固性が低い。
　×：ドープ液がゲル化又は溶質の溶解不可
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　表８に示したとおり、凝固液を硫酸ナトリウム水溶液とした場合、平均ＨＩの値が－１．２２９～０．９５の構造タンパク質の全てにおいて、繊維が形成され、繊維形成能を有することが確認された（試験例８３～１０９）。さらに、凝固液を水とした場合にも、平均ＨＩの値が０．４６６～０．９５の改変フィブロインにおいて、繊維が形成され、繊維形成能を有することが確認された（試験例１０７～１０９）。凝固液に硫酸ナトリウム水溶液を用いた場合、構造タンパク質の種類によらず繊維が形成され、優れた繊維形成能を有することが示された。
〔人造構造タンパク質繊維の製造及び評価〕
（１）ドープ液の調製
　改変フィブロイン（ＰＲＴ９６６）の濃度を２６質量％とし、ギ酸の濃度を７４質量％とした他は、上記繊維形成能の評価において調製したドープ液と同様の手順でドープ液を調製した。
（２）湿式紡糸
　調製したドープ液をリザーブタンクに充填し、卓上の紡糸装置を使用して０．２ｍｍ径のモノホールノズルからギアポンプを用いて凝固浴槽中で吐出させ、原糸を形成させた。次いで、凝固させた原糸を水洗浄浴中で延伸した。水洗浄浴中における洗浄及び延伸後、乾熱板を用いて乾燥させ、得られた改変フィブロイン繊維（人造タンパク質繊維）を卓上の紡糸装置を用いて巻き取った。湿式紡糸の条件は以下のとおりであり、使用した凝固液は表９に示すとおりである。
　　押出しノズル直径：０．２ｍｍ
　　凝固液の温度：室温
　　水洗浄浴における延伸倍率：３．５～５．５倍
　　水洗浄浴の温度：４０℃
　　乾燥温度：６０℃
（３）人造構造タンパク質繊維の物性評価
　上記（２）で得られた繊維の物性を以下の方法で測定した。温度２０℃、相対湿度６５％の環境下でＴｅｘｔｅｃｈｎｏ社製の単糸強伸度測定装置である「ＦＡＶＩＭＡＴ」を使用し、ランダムにサンプリングした１０本の繊維の繊度と強伸度を測定し（サンプル数＝１０）、平均値を算出した。強伸度測定の条件は、ロードセル容量２１０ｃＮ、ゲージ長２０ｍｍ、引張速度１０ｍｍ／ｍｉｎとした。破断時の強度を破断強度［ｇ／ｄ］、破断時の伸度を破断伸度［％］と定義した。また、横軸を歪み［％］とし、縦軸を応力［ｇ／ｄ］とした場合の応力－歪み曲線と横軸とに囲まれる面積の数値に、密度［ｋｇ／ｍ３］を乗じた値を靭性［ＭＪ／ｍ３］と定義した。改変フィブロイン（ＰＲＴ９６６）密度は１.３４［ｇ／ｃｍ３］であった。
　各改変フィブロイン繊維の機械物性評価結果を表９、表１０、表１１、及び表１２に示す。表９及び表１０の伸度の値は、比較例２（凝固浴にメタノール１００％を使用して製造した繊維）の改変フィブロイン繊維の破断伸度の値を１００としたときの相対値である。なお、表９の試験例３３（塩化カリウム水溶液）及び試験例３６（硫酸ナトリウム水溶液）、並びに表１０の破断伸度に関しては、凝固浴温度を６０℃とした際の値を示した。
　表１１及び表１２の靭性値は、比較例３（凝固浴にメタノール１００％を使用して製造した繊維）の改変フィブロイン繊維の靭性を１００としたときの相対値である。なお、表１１の試験例４４（塩化カリウム水溶液）及び試験例４７（硫酸ナトリウム水溶液）、並びに表１２の靭性の相対値に関しては、凝固浴温度を６０℃とした際の値を示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　表９に示すとおり、凝固液にカルボン酸塩水溶液（クエン酸ナトリウム及びギ酸ナトリウム水溶液）、塩化物水溶液（塩化カリウム、塩化ナトリウム及び塩化カルシウム水溶液）、硫酸塩水溶液（硫酸ナトリウム及び硫酸アンモニウム水溶液）、リン酸水素塩水溶液（緩衝液）、並びに混合溶液（汽水及び海水）を用いて製造した改変フィブロイン繊維（試験例３１～試験例４０）及び凝固液に水を用いて製造した改変フィブロイン繊維（試験例４１）は、凝固液にメタノールを用いて製造した改変フィブロイン繊維（比較例２）と比較して、いずれも伸度がより向上するという効果が認められ、予想されない秀逸な結果を得ることができた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
　表１０に示すとおり、凝固液に塩化ナトリウム水溶液とギ酸の混合水溶液を用いて製造した改変フィブロイン繊維（試験例４３～４４）、及び凝固液に水とギ酸の混合水溶液を用いて製造した改変フィブロイン繊維（試験例４５～４６）は、いずれの混合割合においても、凝固液にメタノールを用いて製造した改変フィブロイン繊維（比較例２）と比較して、いずれも伸度がより向上するという効果が認められ、予想されない秀逸な結果を得ることができた。これにより、水（試験例４１）及び塩化ナトリウム水溶液の凝固液（試験例４２）に紡糸原液のギ酸が溶解した場合であっても、優れた伸度の向上効果が認められることが示された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
　表１１に示すとおり、凝固液にカルボン酸塩水溶液（クエン酸ナトリウム水溶液及びギ酸ナトリウム水溶液）、塩化物水溶液（塩化カリウム水溶液及び塩化ナトリウム水溶液）、硫酸塩水溶液（硫酸ナトリウム水溶液及び硫酸アンモニウム水溶液）、リン酸水塩の緩衝液、混合溶液（汽水及び海水）を用いて製造した改変フィブロイン繊維（試験例４７～試験例５６）、及び凝固液に水を用いて製造した改変フィブロイン繊維（試験例５６）は、凝固液にメタノールを用いて製造した改変フィブロイン繊維（比較例３）と比較して、いずれも靭性値がより向上するという効果が認められ、予想されない秀逸な結果を得ることができた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
　表１２に示すとおり、凝固液に塩化ナトリウム水溶液とギ酸の混合水溶液を用いて製造した改変フィブロイン繊維（試験例５８～５９）及び凝固液に水とギ酸の混合水溶液を用いて製造した改変フィブロイン繊維（試験例６０～６１）は、いずれの混合割合においても、凝固液にメタノールを用いて製造した改変フィブロイン繊維（比較例３）と比較して、いずれも靭性値がより向上するという効果が認められ、予想されない秀逸な結果を得ることができた。これにより、水（試験例４１）及び塩化ナトリウム水溶液の凝固液（試験例３４）に紡糸原液のギ酸が溶解した場合であっても、優れた靭性値の向上効果が認められることが示された。
（４）人造構造タンパク質繊維の収縮性評価
　上記（２）で得られた改変フィブロイン繊維を長さ約３０ｃｍに揃えて束ね、繊度１５０Ｄのフィブロイン繊維束とした。各フィブロイン繊維束に０．８ｇの鉛錘を取り付け、その状態で繊維束を４０℃の水に９０秒浸漬して収縮させた。その後、各繊維束を水中から取り出し、０．８ｇの鉛錘を取り付けたまま乾燥させ、乾燥後の各繊維束の長さを測定した。収縮率は下記式に従って算出した。なお、Ｌ０は水と接触させる前（紡糸後）の改変フィブロイン繊維の長さ（ここでは３０ｃｍ）を示し、ＬＤは収縮後（水への含浸処理後乾燥させた繊維）の繊維の長さを示す。
　式：収縮率［％］　＝｛１－（ＬＤ／Ｌ０）｝×１００
　各改変フィブロイン繊維の収縮率を表１１及び表１２に示す。表１３及び表１４の収縮率の値は、比較例４（凝固浴にメタノールを使用して製造した繊維）の改変フィブロイン繊維の収縮率の値（１７．０％）を１００としたときの相対値で示した。なお、表１３の試験例６４（塩化カリウム水溶液）及び試験例７３（硫酸ナトリウム水溶液）、並びに表１４の収縮率に関しては、凝固浴温度を６０℃とした際の値を示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
　表１３に示すとおり、凝固液にカルボン酸塩水溶液（クエン酸ナトリウム水溶液及びギ酸ナトリウム水溶液）、塩化物水溶液（塩化カリウム水溶液及び塩化ナトリウム水溶液）、硫酸塩水溶液（硫酸ナトリウム水溶液及び硫酸アンモニウム水溶液）、リン酸水塩水溶液、混合溶液（汽水及び海水）を用いて製造した改変フィブロイン繊維（試験例６２～７６）、並びに凝固液に水を用いて製造した改変フィブロイン繊維（試験例７７）は、凝固液にメタノールを用いて製造した改変フィブロイン繊維（比較例４）と比較して、水に対する収縮率の優れた低減効果が認められ、予想されない秀逸な結果が得られた。
　特に、凝固液に資源が豊富で安価な水、塩化ナトリウム水溶液、硫酸ナトリウム水溶液、汽水、及び海水を用いることで、甚大な製造コスト削減に加え、さらに伸度向上効果（表９参照）、靭性向上効果（表１１参照）、及び水分に対する収縮性の低減効果（表１３参照）を得ることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
　表１４に示すとおり、凝固液に塩化ナトリウム水溶液とギ酸の混合水溶液を用いて製造した改変フィブロイン繊維（試験例７８～８０）、及び凝固液に水とギ酸の混合水溶液を用いて製造した改変フィブロイン繊維（試験例８１～８２）は、いずれの混合割合においても、凝固液にメタノールを用いて製造した改変フィブロイン繊維（比較例４）と比較して、水に対する収縮率の優れた低減効果が認められ、予想されない秀逸な結果が得られた。これにより、水（試験例７７）及び塩化ナトリウム水溶液の凝固液（試験例６５）に紡糸原液のギ酸が溶解した場合であっても、水に対する収縮率の優れた低減効果が認められることが示された。
参考例１：改変フィブロインの燃焼性試験
　塩化リチウムのジメチルスルホキシド溶液（濃度：４．０質量％）に、改変フィブロイン（ＰＲＴ７９９）の凍結乾燥粉末を、濃度２４質量％となるよう添加し、シェーカーを使用して３時間混合することにより、溶解させた。その後、不溶物と泡を取り除き、改変フィブロイン溶液（紡糸原液）を得た。
　得られた紡糸原液を９０℃に加熱し、目開き５μｍの金属フィルターで濾過し、次いで３０ｍＬのステンレスシリンジ内で静置し、脱泡させた後に、ニードル径０．２ｍｍのソリッドノズルから１００質量％メタノール凝固浴槽中へ吐出させた。吐出温度は９０℃であった。凝固後、得られた原糸を巻き取り、自然乾燥させて改変フィブロイン繊維（原料繊維）を得た。
　原料繊維を撚り合せた撚糸を使用して、丸編機を使用した丸編みで編地（太さ：１８０デニール、ゲージ数：１８）を製造した。得られた編地を２０ｇ切り出して、試験片として使用した。
　燃焼性試験は、「消防危５０号（平成７年５月３１日付け）」に記載の「粉粒状又は融点の低い合成樹脂の試験方法」に準拠した。試験は、温度２２℃、相対湿度４５％、気圧１０２１ｈＰａの条件下で実施した。測定結果（酸素濃度（％）、燃焼率（％）、換算燃焼率（％））を表１５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
　燃焼性試験の結果、改変フィブロイン（ＰＲＴ７９９）繊維で編んだ編地の限界酸素指数（ＬＯＩ）値は２７．２であった。一般にＬＯＩ値が２６以上であると、難燃性であると知られている。改変フィブロインは、難燃性に優れていることが分かる。
参考例２：改変フィブロインの吸湿発熱性評価
　塩化リチウムのジメチルスルホキシド溶液（濃度：４．０質量％）に、改変フィブロインの凍結乾燥粉末を、濃度２４質量％となるよう添加し、シェーカーを使用して３時間混合することにより、溶解させた。その後、不溶物と泡を取り除き、改変フィブロイン溶液（紡糸原液）を得た。
　得られた紡糸原液を６０℃に加熱し、目開き５μｍの金属フィルターで濾過し、次いで３０ｍＬのステンレスシリンジ内で静置し、脱泡させた後に、ニードル径０．２ｍｍのソリッドノズルから１００質量％メタノール凝固浴槽中へ吐出させた。吐出温度は６０℃であった。凝固後、得られた原糸を巻き取り、自然乾燥させて改変フィブロイン繊維（原料繊維）を得た。
　比較のため、原料繊維として、市販されているウール繊維、コットン繊維、テンセル繊維、レーヨン繊維及びポリエステル繊維を用意した。
　各原料繊維を使用して、横編機を使用した横編みで編地をそれぞれ製造した。ＰＲＴ９１８繊維又はＰＲＴ７９９繊維を使用した編地の太さ及びゲージ数を表１６に示すとおりである。その他の原料繊維を使用した編地は、改変フィブロイン繊維の編地とほぼ同一のカバーファクターとなるように太さ及びゲージ数を調整した。具体的には、以下のとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
　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５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５に示したグラフ中、Ｍで示した点が、試料温度の最高値に対応している。
　各編地の最高吸湿発熱度の算出結果を表１６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
　表１７に示すとおり、改変フィブロイン（ＰＲＴ９１８及びＰＲＴ７９９）は、既存の材料と比べて、最高吸湿発熱度が高く、吸湿発熱性に優れていることが分かる。
参考例３：改変フィブロインの保温性評価
　塩化リチウムのジメチルスルホキシド溶液（濃度：４．０質量％）に、改変フィブロインの凍結乾燥粉末を、濃度２４質量％となるよう添加し、シェーカーを使用して３時間混合することにより、溶解させた。その後、不溶物と泡を取り除き、改変フィブロイン溶液（紡糸原液）を得た。
　得られた紡糸原液を６０℃に加熱し、目開き５μｍの金属フィルターで濾過し、次いで３０ｍＬのステンレスシリンジ内で静置し、脱泡させた後に、ニードル径０．２ｍｍのソリッドノズルから１００質量％メタノール凝固浴槽中へ吐出させた。吐出温度は６０℃であった。凝固後、得られた原糸を巻き取り、自然乾燥させて改変フィブロイン繊維（原料繊維）を得た。
　比較のため、原料繊維として、市販されているウール繊維、シルク繊維、綿繊維、レーヨン繊維及びポリエステル繊維を用意した。
　各原料繊維を使用して、横編機を使用した横編みで編地をそれぞれ製造した。ＰＲＴ９６６繊維又はＰＲＴ７９９繊維を使用した編地の番手、撚り本数、ゲージ数、目付けは、表１８に示すとおりである。その他の原料繊維を使用した編地は、改変フィブロイン繊維の編地とほぼ同一のカバーファクターとなるように調整した。具体的には、以下のとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
　保温性は、カトーテック株式会社製のＫＥＳ－Ｆ７サーモラボＩＩ試験機を使用し、ドライコンタクト法（皮膚と衣服が乾燥状態で直接触れた時を想定した方法）を用いて評価した。２０ｃｍ×２０ｃｍの矩形に裁断した編地１枚を試験片（試料）として使用した。試験片を、一定温度（３０℃）に設定した熱板にセットし、風洞内風速３０ｃｍ／秒の条件で、試験片を介して放散された熱量（ａ）を求めた。試験片をセットしない状態で、上記同様の条件で放散された熱量（ｂ）を求め、下記式Ｂに従い保温率（％）を算出した。
　式Ｂ：　保温率（％）＝（１－ａ／ｂ）×１００
　測定結果から、下記式Ｃに従って、保温性指数を求めた。
　式Ｃ：　保温性指数＝保温率（％）／試料の目付け（ｇ／ｍ２）
　保温性指数の算出結果を表１８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-T000019
　表１９に示すとおり、改変フィブロイン（ＰＲＴ９６６及びＰＲＴ７９９）は、既存の材料と比べて、保温性指数が高く、保温性に優れていることが分かる。
　参考例１～３に示したとおり、改変フィブロインが改変クモ糸フィブロインであると、保温性、吸湿発熱性及び／又は難燃性がより優れるものとすることができる。タンパク質として改変クモ糸フィブロインを用い、凝固液に水又はｐＨ０．２５以上ｐＨ１０．００以下の水溶液（特に、塩化ナトリウム水溶液、硫酸ナトリウム水溶液、硫酸アンモニウム水溶液、塩化カリウム水溶液、塩化カルシウム水溶液、ギ酸ナトリウム水溶液、クエン酸ナトリウム水溶液、ギ酸水溶液、ギ酸の混合水溶液、汽水及び海水）を用いて繊維とすることで、保温性、吸湿発熱性及び／又は難燃性、靭性並びに伸度により優れ、さらに水分に対する収縮率を低減させた繊維を得ることができる。
　１…押出し装置、２…未延伸糸製造装置、３…湿熱延伸装置、４…乾燥装置、６…紡糸
原液、１０…紡糸装置、２０…凝固浴槽、２１…洗浄浴槽、３６…タンパク質繊維。

Claims (18)

  1. 　タンパク質及び有機溶媒を含有する紡糸原液を、凝固液に接触させ、前記タンパク質を凝固させる工程を含み、
    　前記紡糸原液における前記タンパク質の含有量が、紡糸原液全量を基準として１０質量％超であり、
    　前記凝固液が水又はｐＨ０．２５以上ｐＨ１０．００以下の水溶液を含有する、タンパク質繊維の製造方法。
  2. 　前記凝固液中の水又は水溶液の含有量が、前記凝固液の全量を基準として６０質量％以上である、請求項１に記載の方法。
  3. 　前記水溶液が塩水溶液、酸水溶液又はその混合溶液である、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 　前記酸水溶液が、カルボン酸水溶液である、請求項３に記載の方法。
  5. 　前記凝固液における塩の含有量が、前記凝固液の全量を基準として０．１質量％以上である、請求項３又は４に記載の方法。
  6. 　前記塩が、カルボン酸塩及び無機塩からなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項５に記載の方法。
  7. 　前記無機塩が、硫酸塩、塩化物、硝酸塩、ヨウ化物塩、炭酸塩、硫酸水素塩、リン酸水素塩、炭酸水素塩及びチオシアン酸塩からなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項６に記載の方法。
  8. 　前記無機塩が、硫酸塩、塩化物、リン酸水素塩、及び炭酸水素塩からなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項６又は７に記載の方法。
  9. 　前記塩化物が、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化アンモニウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化マグネシウム、及び塩化グアニジウムからなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項７又は８に記載の方法。
  10. 　前記硫酸塩が、硫酸アンモニウム、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸リチウム、硫酸マグネシウム、及び硫酸カルシウムからなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項７～９のいずれか１項に記載の方法。
  11. 　前記塩水溶液が、硫酸ナトリウム水溶液、塩化ナトリウム水溶液、汽水及び海水からなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項３～１０のいずれか１項に記載の方法。
  12. 　凝固液に接触した紡糸原液から前記凝固液に溶解した有機溶媒の含有量が、前記凝固液における前記塩水溶液と前記凝固液に溶解した前記有機溶媒の合計含有量を１００質量％として、４０質量％以下である、請求項３～１１のいずれか１項に記載の方法。
  13. 　前記タンパク質の平均疎水性指標が－１．３超である、請求項１～１２のいずれか１項に記載の方法。
  14. 　前記タンパク質が、クモ糸タンパク質、シルクタンパク質、コラーゲンタンパク質、レシリンタンパク質、エラスチンタンパク質、及びケラチンタンパク質からなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項１～１３のいずれか１項に記載の方法。
  15. 　前記タンパク質が、ケラチンタンパク質又はクモ糸タンパク質である、請求項１～１４のいずれか１項に記載の方法。
  16. 　前記タンパク質が、クモ糸タンパク質である、請求項１～１５のいずれか１項に記載の方法。
  17. 　前記有機溶媒が、ギ酸及びジメチルスルホキシドからなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項１～１５のいずれか１項に記載の方法。
  18. 　タンパク質及び溶媒を含有する紡糸原液を、凝固液に接触させ、前記タンパク質を凝固させる工程を含み、
    　前記紡糸原液における前記タンパク質の含有量が、紡糸原液全量を基準として１０質量％超であり、
    　前記凝固液が水又はｐＨ０．２５以上ｐＨ２．５０以下若しくはｐＨ７．５０以上ｐＨ１０．００以下の水溶液を含有する、タンパク質繊維の製造方法。
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