WO2021002437A1

WO2021002437A1 - 改変フィブロイン複合体及びその製造方法

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Publication number: WO2021002437A1
Application number: PCT/JP2020/026038
Authority: WO
Inventors: 俊明谷池; 超中山; 健悟竹内; 俊次郎永井; ブルブルマイラ
Original assignee: Ｓｐｉｂｅｒ株式会社; 小島プレス工業株式会社
Priority date: 2019-07-03
Filing date: 2020-07-02
Publication date: 2021-01-07
Also published as: JPWO2021002437A1

Abstract

本発明は、湿度依存性が低減された、すなわち、耐湿性が向上した改変フィブロイン複合体及びその製造に有用な分散液を提供することを目的とする。また、湿度依存性が低減された改変フィブロイン複合体及びその製造方法の提供を目的とする。本発明の分散液は、改変フィブロインと、ケイ酸塩及び／又はケイ酸塩鉱物と、有機溶媒とを含む。本発明の改変フィブロイン複合体は、改変フィブロインとケイ酸塩及び／又は有機層状ケイ酸塩鉱物と、を含み、繊維、フィルム、ゲル又は多孔質体である。

Description

改変フィブロイン複合体及びその製造方法

本発明は、改変フィブロイン複合体及びその製造方法に関する。

フィブロイン素材の優位性を活用した産業用材料化プロセスの検討がなされている。フィブロイン素材を代表する天然のクモの牽引糸は、水分との接触時や、相対湿度が６０％を超える環境下では、牽引糸の直径が膨張して長さが約５０％収縮する、超収縮が生じることが報告されている（非特許文献１）。このような超収縮を生じる天然クモ糸由来の組み換えタンパク質繊維も報告されている（特許文献１）。　

しかしながら、産業用途によっては、非特許文献１及び特許文献１に開示されるような湿度変化に対する機械的性質の変化が大きな材料は、好ましくない場合があり、湿度依存性が低減された材料が求められる場合がある。　

一方、フィブロイン素材と他の素材との併用の検討もなされている。非特許文献２には、組み換えスパイダーシルク（ｅＡＤＦ４）と合成層状ケイ酸ナトリウムヘクトライト（［Ｎａ_０．５］［Ｌｉ_０．５Ｍｇ_２．５］［Ｓｉ_４］Ｏ_１０Ｆ_２）のコンポジットフィルムが開示されている。このコンポジットフィルムは強度が向上し、またフィルムの不溶化効果、ベータシート構造含有量の増加効果、酸素と水蒸気に対するガスバリア性向上効果、及び弾性率向上効果を有すると開示されている。しかしながら、このコンポジットフィルムは伸度及びタフネスの低下が問題点である。　

非特許文献３には、金属水溶液（Ａｌ（ＣＨ_３）_３［ｔｒｉｍｅｔｈｙｌａｌｕｍｉｎｕｍ（ＴＭＡ）］／Ｈ_２Ｏ又はＴｉ（ＯＣＨ（ＣＨ_３）_２）_４［ｔｉｔａｎｉｕｍ（ＩＶ）　ｉｓｏｐｒｏｐｏｘｉｄｅ（ＴＩＰ）］／Ｈ_２Ｏ）と原子層堆積（ＡＬＤ）を組み合わせた多重パルス気相浸透により、亜鉛、チタン、アルミニウムをクモドラグラインシルクに浸透させ、靭性を大幅に向上させることが開示されている。しかしながら、特殊な設備が必要とされるうえ、甚大な表面積を有する繊維全表面に多重パルス気相浸透処理を行うことは、およそ実用的ではない。　

特許文献２には、ポリペプチドと無機物を含有する組成物のモールド成形体が開示されており、ポリペプチドとしては、構造タンパク質（クモ糸フィブロイン）が、無機物としては、金属酸化物（酸化チタン）又は粘土鉱物（スメクタイト）が開示されている。

ＷＯ／２０１８／１６５５９５ＷＯ／２０１８／１６３７５８

Lukas Eisoldt et.al,materialstoday, March 2011,Volume 14, Issue 3, pages 80-86 Elena Doblhofer et al., StructuralInsights into Water-Based Spider Silk Protein-Nanoclay Composites withExcellent Gas and Water Vapor Barrier Properties, ACS Appl. Mater. Interfaces2016, 8, 25535-25543 Seung-Mo Lee et al., GreatlyIncreased Toughness of Infiltrated Spider Silk, 24 APRIL 2009 VOL 324 SCIENCE,488-492

本発明は、湿度依存性が低減された、すなわち、耐湿性が向上した改変フィブロイン複合体及びその製造に有用な分散液を提供することを目的とする。また、湿度依存性が低減された改変フィブロイン複合体及びその製造方法の提供を目的とする。

本発明は、例えば、以下の各発明に関する。

［１］

　改変フィブロインと、ケイ酸塩及び／又はケイ酸塩鉱物と、有機溶媒と、を含む、分散液。

［２］

　上記ケイ酸塩及び上記ケイ酸塩鉱物の合計含有量が、上記改変フィブロインに対して０．０１重量％～７重量％である、［１］に記載の分散液。

［３］

　上記ケイ酸塩鉱物が、スメクタイト、ベントナイト又はカオリナイトであり、上記ケイ酸塩が、二酸化ケイ素である、［１］又は［２］に記載の分散液。

［４］

　前記ケイ酸塩鉱物が、有機層状ケイ酸塩鉱物である、［１］～［３］のいずれかに記載の分散液。

［５］

　上記有機層状ケイ酸塩鉱物が、有機スメクタイト又は有機ベントナイトである、［１］～［４］のいずれかに記載の分散液。

［６］

　上記有機溶媒が、ヘキサフルオロイソプロパノール、ヘキサフルオロアセトン、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、１，３－ジメチル－２－イミダゾリドン、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、アセトニトリル、Ｎ－メチルモルホリンＮ－オキシド及びギ酸からなる群より選ばれる少なくとも１種である、［１］～［５］のいずれかに記載の分散液。

［７］

　改変フィブロインを含む、ケイ酸塩及び／又はケイ酸塩鉱物を有機溶媒に分散させるための分散助剤。

［８］

　改変フィブロインとケイ酸塩及び／又は有機層状ケイ酸塩鉱物とを含み、繊維、フィルム、ゲル又は多孔質体である、改変フィブロイン複合体。

［９］

　上記ケイ酸塩及び／又は上記有機層状ケイ酸塩鉱物の含有量が、上記改変フィブロインに対して０．０１重量％～７重量％である、［８］に記載の改変フィブロイン複合体。

［１０］

　上記有機層状ケイ酸塩鉱物が、有機スメクタイト及び有機ベントナイトからなる群より選択される少なくとも１種であり、上記ケイ酸塩が二酸化ケイ素である、［８］又は［９］に記載の改変フィブロイン複合体。

［１１］

　上記有機スメクタイトが、有機モンモリロナイト及び有機ヘクトライトからなる群より選択される少なくとも１種である、［８］～［１０］のいずれかに記載の改変フィブロイン複合体。

［１２］

　上記有機層状ケイ酸塩鉱物に含まれる有機化合物がポリアミド系ポリマー又は有機カチオンである、［８］～［１１］のいずれかに記載の改変フィブロイン複合体。

［１３］

　上記ポリアミド系ポリマーがｎ－ナイロン及びｎ，ｍ－ナイロンからなる群より選択される少なくとも１種であり、上記有機カチオンが長鎖アルキル基を有する１～４級のアルキルアンモニウムイオン及びアルキルピリジニウムイオンからなる群より選択される少なくとも１種である、［８］～［１２］のいずれかに記載の改変フィブロイン複合体。

［１４］

　上記複合体が、繊維又はフィルムである、［８］～［１３］のいずれかに記載の改変フィブロイン複合体。

［１５］

　残存有機溶媒をさらに含む、［８］～［１４］のいずれかに記載の改変フィブロイン複合体。

［１６］

　改変フィブロインとケイ酸塩及び／又はケイ酸塩鉱物とを含む改変フィブロイン複合体の製造方法であって、上記改変フィブロインと上記ケイ酸塩及び／又は上記ケイ酸塩鉱物と有機溶媒と、を含む分散液から上記有機溶媒を除去する工程を含む、改変フィブロイン複合体の製造方法。

［１７］

　上記ケイ酸塩が二酸化ケイ素であり、上記ケイ酸塩鉱物がスメクタイト、ベントナイト及びカオリナイトからなる群より選択される少なくとも１種である、［１６］に記載の改変フィブロイン複合体の製造方法。

［１８］

　前記ケイ酸塩鉱物が有機層状ケイ酸塩鉱物である、［１６］又は［１７］に記載の改変フィブロイン複合体の製造方法。

［１９］

　上記有機層状ケイ酸塩鉱物が有機スメクタイト及び有機ベントナイトからなる群より選択される少なくとも１種である、［１６］～［１８］のいずれかに記載の改変フィブロイン複合体の製造方法。

［２０］

　上記有機溶媒が、ヘキサフルオロイソプロパノール、ヘキサフルオロアセトン、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、１，３－ジメチル－２－イミダゾリドン、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、アセトニトリル、Ｎ－メチルモルホリンＮ－オキシド及びギ酸からなる群より選ばれる少なくとも１種である、［１６］～［１９］のいずれかに記載の改変フィブロイン複合体の製造方法。

［２１］

　上記ケイ酸塩及び／又は上記ケイ酸塩鉱物の含有量が、上記改変フィブロインに対して０．０１重量％～７重量％である、［１６］～［２０］のいずれかに記載の改変フィブロイン複合体の製造方法。

［２２］

　上記複合体が繊維、フィルム、ゲル又は多孔質体である、［１６］～［２１］のいずれかに記載の改変フィブロイン複合体の製造方法。

［２３］

　上記複合体が、繊維又はフィルムである、［１６］～［２２］のいずれかに記載の改変フィブロイン複合体の製造方法。

本発明によれば、耐湿性が向上した改変フィブロイン複合体及びその製造に有用な分散液を提供することができる。また、耐湿性が向上した改変フィブロイン複合体及びその製造方法を提供することができる。

改変フィブロインのドメイン配列の一例を示す模式図である。天然由来のフィブロインのｚ／ｗ（％）の値の分布を示す図である。天然由来のフィブロインのｘ／ｙ（％）の値の分布を示す図である。改変フィブロインのドメイン配列の一例を示す模式図である。改変フィブロインのドメイン配列の一例を示す模式図である。層状ケイ酸塩鉱物又はケイ酸塩の分散性を評価した図である。改変フィブロイン複合体（繊維）の相対湿度に対する伸度変化の図である。改変フィブロイン複合体（フィルム）の動的粘弾性を示す図である。改変フィブロイン複合体（フィルム）の固体ＮＭＲのスペクトルの図である。吸湿発熱性試験の結果の一例を示すグラフである。有機修飾前のモンモリロナイト（ＭＭＴ）及び有機カチオン交換後のモンモリロナイト（１２－ＭＭＴ）のＸＲＤパターン並びに層間距離を示す図である。実施例８～１０に含まれるナイロン６クレイハイブリッド（ＮＣＨ）のＸＲＤパターン及び層間距離を示す図である。

〔分散液〕

　本発明の一実施形態の分散液は、改変フィブロインと、ケイ酸塩及び／又はケイ酸塩鉱物と、有機溶媒と、を含む。本実施形態の分散液は、耐湿性が向上した改変フィブロイン複合体を製造するための分散液である。該分散液を用いて得られた改変フィブロイン複合体は、ケイ酸塩及び／又はケイ酸塩鉱物を含まない改変フィブロイン成形体に比べて、低減された湿度依存性、すなわち、向上した耐湿性を有する。　

＜改変フィブロイン＞

　本実施形態に係る改変フィブロインは、式１：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍ、又は式２：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍ－（Ａ）_ｎモチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。改変フィブロインは、ドメイン配列のＮ末端側及びＣ末端側のいずれか一方又は両方に更にアミノ酸配列（Ｎ末端配列及びＣ末端配列）が付加されていてもよい。Ｎ末端配列及びＣ末端配列は、これに限定されるものではないが、典型的には、フィブロインに特徴的なアミノ酸モチーフの反復を有さない領域であり、１００残基程度のアミノ酸からなる。なお、本実施形態において、改変フィブロインが改変クモ糸フィブロインであると、保温性、吸湿発熱性及び/又は難燃性がより優れるものとなる。　

本明細書において「改変フィブロイン」とは、人為的に製造されたフィブロイン（人造フィブロイン）を意味する。改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列とは異なるフィブロインであってもよく、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列と同一であるフィブロインであってもよい。本明細書でいう「天然由来のフィブロイン」もまた、式１：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍ、又は式２：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍ－（Ａ）_ｎモチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。　

「改変フィブロイン」は、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列をそのまま利用したものであってもよく、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列に依拠してそのアミノ酸配列を改変したもの（例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列を改変することによりアミノ酸配列を改変したもの）であってもよく、また天然由来のフィブロインに依らず人工的に設計及び合成したもの（例えば、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより所望のアミノ酸配列を有するもの）であってもよい。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。　

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、２～２７、８～２０、１０～２０、４～１６、８～１６、又は１０～１６の整数であってよい。また、（Ａ）_ｎモチーフ中の全アミノ酸残基数に対するアラニン残基数の割合は４０％以上であればよく、６０％以上、７０％以上、８０％以上、８３％以上、８５％以上、８６％以上、９０％以上、９５％以上、又は１００％（アラニン残基のみで構成されることを意味する。）であってもよい。ドメイン配列中に複数存在する（Ａ）_ｎモチーフは、少なくとも７つがアラニン残基のみで構成されてもよい。ＲＥＰは２～２００アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示す。ＲＥＰは、１０～２００アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列であってもよく、１０～４０、１０～６０、１０～８０、１０～１００、１０～１２０、１０～１４０、１０～１６０、又は１～１８０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又は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。　

本実施形態に係る改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列に対し、例えば、１又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び／又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変を行うことで得ることができる。アミノ酸残基の置換、欠失、挿入及び／又は付加は、部分特異的突然変異誘発法等の当業者に周知の方法により行うことができる。具体的には、Ｎｕｃｌｅｉｃ　Ａｃｉｄ　Ｒｅｓ．１０，６４８７（１９８２）、Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｉｎ　Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ，１００，４４８（１９８３）等の文献に記載されている方法に準じて行うことができる。　

天然由来のフィブロインは、式１：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍ、又は式２：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍ－（Ａ）_ｎモチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質であり、具体的には、例えば、昆虫又はクモ類が産生するフィブロインが挙げられる。　

昆虫が産生するフィブロインとしては、例えば、ボンビックス・モリ（Ｂｏｍｂｙｘ　ｍｏｒｉ）、クワコ（Ｂｏｍｂｙｘ　ｍａｎｄａｒｉｎａ）、天蚕（Ａｎｔｈｅｒａｅａ　ｙａｍａｍａｉ）、柞蚕（Ａｎｔｅｒａｅａ　ｐｅｒｎｙｉ）、楓蚕（Ｅｒｉｏｇｙｎａ　ｐｙｒｅｔｏｒｕｍ）、蓖蚕（Ｐｉｌｏｓａｍｉａ　Ｃｙｎｔｈｉａ　ｒｉｃｉｎｉ）、樗蚕（Ｓａｍｉａ　ｃｙｎｔｈｉａ）、栗虫（Ｃａｌｉｇｕｒａ　ｊａｐｏｎｉｃａ）、チュッサー蚕（Ａｎｔｈｅｒａｅａ　ｍｙｌｉｔｔａ）、ムガ蚕（Ａｎｔｈｅｒａｅａ　ａｓｓａｍａ）等のカイコが産生する絹タンパク質、及びスズメバチ（Ｖｅｓｐａ　ｓｉｍｉｌｌｉｍａ　ｘａｎｔｈｏｐｔｅｒａ）の幼虫が吐出するホーネットシルクタンパク質が挙げられる。　

昆虫が産生するフィブロインのより具体的な例としては、例えば、カイコ・フィブロインＬ鎖（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号Ｍ７６４３０（塩基配列）、及びＡＡＡ２７８４０．１（アミノ酸配列））が挙げられる。　

クモ類が産生するフィブロインとしては、例えば、オニグモ、ニワオニグモ、アカオニグモ、アオオニグモ及びマメオニグモ等のオニグモ属（Ａｒａｎｅｕｓ属）に属するクモ、ヤマシロオニグモ、イエオニグモ、ドヨウオニグモ及びサツマノミダマシ等のヒメオニグモ属（Ｎｅｏｓｃｏｎａ属）に属するクモ、コオニグモモドキ等のコオニグモモドキ属（Ｐｒｏｎｕｓ属）に属するクモ、トリノフンダマシ及びオオトリノフンダマシ等のトリノフンダマシ属（Ｃｙｒｔａｒａｃｈｎｅ属）に属するクモ、トゲグモ及びチブサトゲグモ等のトゲグモ属（Ｇａｓｔｅｒａｃａｎｔｈａ属）に属するクモ、マメイタイセキグモ及びムツトゲイセキグモ等のイセキグモ属（Ｏｒｄｇａｒｉｕｓ属）に属するクモ、コガネグモ、コガタコガネグモ及びナガコガネグモ等のコガネグモ属（Ａｒｇｉｏｐｅ属）に属するクモ、キジロオヒキグモ等のオヒキグモ属（Ａｒａｃｈｎｕｒａ属）に属するクモ、ハツリグモ等のハツリグモ属（Ａｃｕｓｉｌａｓ属）に属するクモ、スズミグモ、キヌアミグモ及びハラビロスズミグモ等のスズミグモ属（Ｃｙｔｏｐｈｏｒａ属）に属するクモ、ゲホウグモ等のゲホウグモ属（Ｐｏｌｔｙｓ属）に属するクモ、ゴミグモ、ヨツデゴミグモ、マルゴミグモ及びカラスゴミグモ等のゴミグモ属（Ｃｙｃｌｏｓａ属）に属するクモ、及びヤマトカナエグモ等のカナエグモ属（Ｃｈｏｒｉｚｏｐｅｓ属）に属するクモが産生するスパイダーシルクタンパク質、並びにアシナガグモ、ヤサガタアシナガグモ、ハラビロアシダカグモ及びウロコアシナガグモ等のアシナガグモ属（Ｔｅｔｒａｇｎａｔｈａ属）に属するクモ、オオシロカネグモ、チュウガタシロカネグモ及びコシロカネグモ等のシロカネグモ属（Ｌｅｕｃａｕｇｅ属）に属するクモ、ジョロウグモ及びオオジョロウグモ等のジョロウグモ属（Ｎｅｐｈｉｌａ属）に属するクモ、キンヨウグモ等のアズミグモ属（Ｍｅｎｏｓｉｒａ属）に属するクモ、ヒメアシナガグモ等のヒメアシナガグモ属（Ｄｙｓｃｈｉｒｉｏｇｎａｔｈａ属）に属するクモ、クロゴケグモ、セアカゴケグモ、ハイイロゴケグモ及びジュウサンボシゴケグモ等のゴケグモ属（Ｌａｔｒｏｄｅｃｔｕｓ属）に属するクモ、及びユープロステノプス属（Ｅｕｐｒｏｓｔｈｅｎｏｐｓ属）に属するクモ等のアシナガグモ科（Ｔｅｔｒａｇｎａｔｈｉｄａｅ科）に属するクモが産生するスパイダーシルクタンパク質が挙げられる。スパイダーシルクタンパク質としては、例えば、ＭａＳｐ（ＭａＳｐ１及びＭａＳｐ２）、ＡＤＦ（ＡＤＦ３及びＡＤＦ４）等の牽引糸タンパク質、ＭｉＳｐ（ＭｉＳｐ１及びＭｉＳｐ２）等が挙げられる。　

クモ類が産生するスパイダーシルクタンパク質のより具体的な例としては、例えば、ｆｉｂｒｏｉｎ－３（ａｄｆ－３）［Ａｒａｎｅｕｓ　ｄｉａｄｅｍａｔｕｓ由来］（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号ＡＡＣ４７０１０（アミノ酸配列）、Ｕ４７８５５（塩基配列））、ｆｉｂｒｏｉｎ－４（ａｄｆ－４）［Ａｒａｎｅｕｓ　ｄｉａｄｅｍａｔｕｓ由来］（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号ＡＡＣ４７０１１（アミノ酸配列）、Ｕ４７８５６（塩基配列））、ｄｒａｇｌｉｎｅ　ｓｉｌｋ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ｓｐｉｄｒｏｉｎ　１［Ｎｅｐｈｉｌａ　ｃｌａｖｉｐｅｓ由来］（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号ＡＡＣ０４５０４（アミノ酸配列）、Ｕ３７５２０（塩基配列））、ｍａｊｏｒ　ａｍｐｕｌｌａｔｅ　ｓｐｉｄｒｏｉｎ　１［Ｌａｔｒｏｄｅｃｔｕｓ　ｈｅｓｐｅｒｕｓ由来］（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号ＡＢＲ６８８５６（アミノ酸配列）、ＥＦ５９５２４６（塩基配列））、ｄｒａｇｌｉｎｅ　ｓｉｌｋ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ｓｐｉｄｒｏｉｎ　２［Ｎｅｐｈｉｌａ　ｃｌａｖａｔａ由来］（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号ＡＡＬ３２４７２（アミノ酸配列）、ＡＦ４４１２４５（塩基配列））、ｍａｊｏｒ　ａｍｐｕｌｌａｔｅ　ｓｐｉｄｒｏｉｎ　１［Ｅｕｐｒｏｓｔｈｅｎｏｐｓ　ａｕｓｔｒａｌｉｓ由来］（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号ＣＡＪ００４２８（アミノ酸配列）、ＡＪ９７３１５５（塩基配列））、及びｍａｊｏｒ　ａｍｐｕｌｌａｔｅ　ｓｐｉｄｒｏｉｎ　２［Ｅｕｐｒｏｓｔｈｅｎｏｐｓ　ａｕｓｔｒａｌｉｓ］（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号ＣＡＭ３２２４９．１（アミノ酸配列）、ＡＭ４９０１６９（塩基配列））、ｍｉｎｏｒ　ａｍｐｕｌｌａｔｅ　ｓｉｌｋ　ｐｒｏｔｅｉｎ　１［Ｎｅｐｈｉｌａ　ｃｌａｖｉｐｅｓ］（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号ＡＡＣ１４５８９．１（アミノ酸配列））、ｍｉｎｏｒ　ａｍｐｕｌｌａｔｅ　ｓｉｌｋ　ｐｒｏｔｅｉｎ　２［Ｎｅｐｈｉｌａ　ｃｌａｖｉｐｅｓ］（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号ＡＡＣ１４５９１．１（アミノ酸配列））、ｍｉｎｏｒ　ａｍｐｕｌｌａｔｅ　ｓｐｉｄｒｏｉｎ－ｌｉｋｅ　ｐｒｏｔｅｉｎ［Ｎｅｐｈｉｌｅｎｇｙｓ　ｃｒｕｅｎｔａｔａ］（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号ＡＢＲ３７２７８．１（アミノ酸配列）等が挙げられる。　

天然由来のフィブロインのより具体的な例としては、更に、ＮＣＢＩ　ＧｅｎＢａｎｋに配列情報が登録されているフィブロインを挙げることができる。例えば、ＮＣＢＩ　ＧｅｎＢａｎｋに登録されている配列情報のうちＤＩＶＩＳＩＯＮとしてＩＮＶを含む配列の中から、ＤＥＦＩＮＩＴＩＯＮにｓｐｉｄｒｏｉｎ、ａｍｐｕｌｌａｔｅ、ｆｉｂｒｏｉｎ、「ｓｉｌｋ及びｐｏｌｙｐｅｐｔｉｄｅ」、又は「ｓｉｌｋ及びｐｒｏｔｅｉｎ」がキーワードとして記載されている配列、ＣＤＳから特定のｐｒｏｄｕｃｔの文字列、ＳＯＵＲＣＥからＴＩＳＳＵＥ　ＴＹＰＥに特定の文字列の記載された配列を抽出する
ことにより確認することができる。　

本実施形態に係る改変フィブロインは、改変絹（シルク）フィブロイン（カイコが産生する絹タンパク質のアミノ酸配列を改変したもの）であってもよく、改変クモ糸フィブロイン（クモ類が産生するスパイダーシルクタンパク質のアミノ酸配列を改変したもの）であってもよい。改変フィブロインとしては、改変クモ糸フィブロイン（「人工クモ糸タンパク質」ともいう）が好ましい。　

改変フィブロインの具体的な例として、クモの大瓶状腺で産生される大吐糸管しおり糸タンパク質に由来する改変フィブロイン（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）、並びにグルタミン残基の含有量が低減されたドメイン配列を有する改変フィブロイン（第６の改変フィブロイン）が挙げられる。　

第１の改変フィブロインとしては、式１：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍで表されるドメイン配列を含むタンパク質が挙げられる。第１の改変フィブロインにおいて、（Ａ）_ｎモチーフのアミノ酸残基数は、３～２０の整数が好ましく、２～２７の整数がより好ましく、８～２０の整数が更に好ましく、１０～２０の整数が更により好ましく、４～１６の整数が更によりまた好ましく、８～１６の整数が特に好ましく、１０～１６の整数が最も好ましい。第１の改変フィブロインは、式１中、ＲＥＰを構成するアミノ酸残基の数は、１０～２００残基であることが好ましく、１０～１５０残基であることがより好ましく、２０～１００残基であることが更に好ましく、２０～７５残基であることが更により好ましい。第１の改変フィブロインは、式１：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍで表されるアミノ酸配列中に含まれるグリシン残基、セリン残基及びアラニン残基の合計残基数がアミノ酸残基数全体に対して、４０％以上であることが好ましく、６０％以上であることがより好ましく、７０％以上であることが更に好ましい。　

第１の改変フィブロインは、式１：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍで表されるアミノ酸配列の単位を含み、かつＣ末端配列が配列番号１～３のいずれかに示されるアミノ酸配列又は配列番号１～３のいずれかに示されるアミノ酸配列と９０％以上の相同性を有するアミノ酸配列であるポリペプチドであってもよい。　

配列番号１に示されるアミノ酸配列は、ＡＤＦ３（ＧＩ：１２６３２８７、ＮＣＢＩ）のアミノ酸配列のＣ末端の５０残基のアミノ酸からなるアミノ酸配列と同一であり、配列番号２に示されるアミノ酸配列は、配列番号１に示されるアミノ酸配列のＣ末端から２０残基取り除いたアミノ酸配列と同一であり、配列番号３に示されるアミノ酸配列は、配列番号１に示されるアミノ酸配列のＣ末端から２９残基取り除いたアミノ酸配列と同一である。　

第１の改変フィブロインのより具体的な例として、（１－ｉ）配列番号４（ｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔ　ｓｐｉｄｅｒ　ｓｉｌｋ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ＡＤＦ３ＫａｉＬａｒｇｅＮＲＳＨ１）で示されるアミノ酸配列、又は（１－ｉｉ）配列番号４で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。　

配列番号４で示されるアミノ酸配列は、Ｎ末端に開始コドン、Ｈｉｓ１０タグ及びＨＲＶ３Ｃプロテアーゼ（Ｈｕｍａｎ　ｒｈｉｎｏｖｉｒｕｓ　３Ｃプロテアーゼ）認識サイトからなるアミノ酸配列（配列番号５）を付加したＡＤＦ３のアミノ酸配列において、第１～１３番目の反復領域をおよそ２倍になるように増やすとともに、翻訳が第１１５４番目アミノ酸残基で終止するように変異させたものである。配列番号４で示されるアミノ酸配列のＣ末端のアミノ酸配列は、配列番号３で示されるアミノ酸配列と同一である。　

（１－ｉ）の改変フィブロインは、配列番号４で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。　

第２の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、グリシン残基の含有量が低減されたアミノ酸配列を有する。第２の改変フィブロインは、天然由来のフィブロインと比較して、少なくともＲＥＰ中の１又は複数のグリシン残基が別のアミノ酸残基に置換されたことに相当するアミノ酸配列を有するものということができる。　

第２の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、ＲＥＰ中のＧＧＸ及びＧＰＧＸＸ（但し、Ｇはグリシン残基、Ｐはプロリン残基、Ｘはグリシン以外のアミノ酸残基を示す。）から選ばれる少なくとも一つのモチーフ配列において、少なくとも１又は複数の当該モチーフ配列中の１つのグリシン残基が別のアミノ酸残基に置換されたことに相当するアミノ酸配列を有するものであってもよい。　

第２の改変フィブロインは、上述のグリシン残基が別のアミノ酸残基に置換されたモチーフ配列の割合が、全モチーフ配列に対して、１０％以上であってもよい。　

第２の改変フィブロインは、式１：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍで表されるドメイン配列を含み、上記ドメイン配列から、最もＣ末端側に位置する（Ａ）_ｎモチーフから上記ドメイン配列のＣ末端までの配列を除いた配列中の全ＲＥＰに含まれるＸＧＸ（但し、Ｘはグリシン以外のアミノ酸残基を示す。）からなるアミノ酸配列の総アミノ酸残基数をｚとし、上記ドメイン配列から、最もＣ末端側に位置する（Ａ）_ｎモチーフから上記ドメイン配列のＣ末端までの配列を除いた配列中の総アミノ酸残基数をｗとしたときに、ｚ／ｗが３０％以上、４０％以上、５０％以上又は５０．９％以上であるアミノ酸配列を有するものであってもよい。（Ａ）_ｎモチーフ中の全アミノ酸残基数に対するアラニン残基数は８３％以上であってよいが、８６％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましく、９５％以上であることが更に好ましく、１００％であること（アラニン残基のみで構成されることを意味する）が更により好ましい。　

第２の改変フィブロインは、ＧＧＸモチーフの１つのグリシン残基を別のアミノ酸残基に置換することにより、ＸＧＸからなるアミノ酸配列の含有割合を高めたものであることが好ましい。第２の改変フィブロインは、ドメイン配列中のＧＧＸからなるアミノ酸配列の含有割合が３０％以下であることが好ましく、２０％以下であることがより好ましく、１０％以下であることが更に好ましく、６％以下であることが更により好ましく、４％以下であることが更によりまた好ましく、２％以下であることが特に好ましい。ドメイン配列中のＧＧＸからなるアミノ酸配列の含有割合は、下記ＸＧＸからなるアミノ酸配列の含有割合（ｚ／ｗ）の算出方法と同様の方法で算出することができる。　

ｚ／ｗの算出方法を更に詳細に説明する。まず、式１：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍで表されるドメイン配列を含むフィブロイン（改変フィブロイン又は天然由来のフィブロイン）において、ドメイン配列から、最もＣ末端側に位置する（Ａ）_ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列を除いた配列に含まれる全てのＲＥＰから、ＸＧＸからなるアミノ酸配列を抽出する。ＸＧＸを構成するアミノ酸残基の総数がｚである。例えば、ＸＧＸからなるアミノ酸配列が５０個抽出された場合（重複はなし）、ｚは５０×３＝１５０である。また、例えば、ＸＧＸＧＸからなるアミノ酸配列の場合のように２つのＸＧＸに含まれるＸ（中央のＸ）が存在する場合は、重複分を控除して計算する（ＸＧＸＧＸの場合は５アミノ酸残基である）。ｗは、ドメイン配列から、最もＣ末端側に位置する（Ａ）_ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列を除いた配列に含まれる総アミノ酸残基数である。例えば、図１に示したドメイン配列の場合、ｗは４＋５０＋４＋１００＋４＋１０＋４＋２０＋４＋３０＝２３０である（最もＣ末端側に位置する（Ａ）_ｎモチーフは除いている。）。次に、ｚをｗで除すことによって、ｚ／ｗ（％）を算出することができる。　

ここで、天然由来のフィブロインにおけるｚ／ｗについて説明する。まず、上述のように、ＮＣＢＩ　ＧｅｎＢａｎｋにアミノ酸配列情報が登録されているフィブロインを例示した方法により確認したところ、６６３種類のフィブロイン（このうち、クモ類由来のフィブロインは４１５種類）が抽出された。抽出された全てのフィブロインのうち、式１：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍで表されるドメイン配列を含み、フィブロイン中のＧＧＸからなるアミノ酸配列の含有割合が６％以下である天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から、上述の算出方法により、ｚ／ｗを算出した。その結果を図２に示す。図２の横軸はｚ／ｗ（％）を示し、縦軸は頻度を示す。図２から明らかなとおり、天然由来のフィブロインにおけるｚ／ｗは、いずれも５０．９％未満である（最も高いもので、５０．８６％）。　

第２の改変フィブロインにおいて、ｚ／ｗは、５０．９％以上であることが好ましく、５６．１％以上であることがより好ましく、５８．７％以上であることが更に好ましく、７０％以上であることが更により好ましく、８０％以上であることが更によりまた好ましい。ｚ／ｗの上限に特に制限はないが、例えば、９５％以下であってもよい。　

第２の改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列から、グリシン残基をコードする塩基配列の少なくとも一部を置換して別のアミノ酸残基をコードするように改変することにより得ることができる。このとき、改変するグリシン残基として、ＧＧＸモチーフ及びＧＰＧＸＸモチーフにおける１つのグリシン残基を選択してもよいし、またｚ／ｗが５０．９％以上になるように置換してもよい。また、例えば、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から上記態様を満たすアミノ酸配列を設計し、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより得ることもできる。いずれの場合においても、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列からＲＥＰ中のグリシン残基を別のアミノ酸残基に置換したことに相当する改変に加え、更に１又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び／又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変を行ってもよい。　

上記の別のアミノ酸残基としては、グリシン残基以外のアミノ酸残基であれば特に制限はないが、バリン（Ｖ）残基、ロイシン（Ｌ）残基、イソロイシン（Ｉ）残基、メチオニン（Ｍ）残基、プロリン（Ｐ）残基、フェニルアラニン（Ｆ）残基及びトリプトファン（Ｗ）残基等の疎水性アミノ酸残基、グルタミン（Ｑ）残基、アスパラギン（Ｎ）残基、セリン（Ｓ）残基、リシン（Ｋ）残基及びグルタミン酸（Ｅ）残基等の親水性アミノ酸残基が好ましく、バリン（Ｖ）残基、フェニルアラニン（Ｆ）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（Ｍｅｔ－ＰＲＴ３８０）、配列番号７（Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０）、配列番号８（Ｍｅｔ－ＰＲＴ５２５）若しくは配列番号９（Ｍｅｔ－ＰＲＴ７９９）で示されるアミノ酸配列、又は（２－ｉｉ）配列番号６、配列番号７、配列番号８若しくは配列番号９で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有す
るアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。　

（２－ｉ）の改変フィブロインについて説明する。配列番号６で示されるアミノ酸配列は、天然由来のフィブロインに相当する配列番号１０（Ｍｅｔ－ＰＲＴ３１３）で示されるアミノ酸配列のＲＥＰ中の全てのＧＧＸをＧＱＸに置換したものである。配列番号７で示されるアミノ酸配列は、配列番号６で示されるアミノ酸配列から、Ｎ末端側からＣ末端側に向かって２つおきに（Ａ）_ｎモチーフを欠失させ、更にＣ末端配列の手前に［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］を１つ挿入したものである。配列番号８で示されるアミノ酸配列は、配列番号７で示されるアミノ酸配列の各（Ａ）_ｎモチーフのＣ末端側に２つのアラニン残基を挿入し、更に一部のグルタミン（Ｑ）残基をセリン（Ｓ）残基に置換し、Ｃ末端側の一部のアミノ酸を欠失させたものである。配列番号９で示されるアミノ酸配列は、配列番号７で示されるアミノ酸配列中に存在する２０個のドメイン配列の領域（但し、当該領域のＣ末端側の数アミノ酸残基が置換されている。）を４回繰り返した配列のＣ末端にヒンジ配列及びＨｉｓタグ配列が付加されたものである。　

配列番号１０で示されるアミノ酸配列（天然由来のフィブロインに相当）におけるｚ／ｗの値は、４６．８％である。配列番号６で示されるアミノ酸配列、配列番号７で示されるアミノ酸配列、配列番号８で示されるアミノ酸配列、及び配列番号９で示されるアミノ酸配列におけるｚ／ｗの値は、それぞれ５８．７％、７０．１％、６６．１％及び７０．０％である。また、配列番号１０、配列番号６、配列番号７、配列番号８及び配列番号９で示されるアミノ酸配列のギザ比率（後述する）１：１．８～１１．３におけるｘ／ｙの値は、それぞれ１５．０％、１５．０％、９３．４％、９２．７％及び８９．８％である。　

（２－ｉ）の改変フィブロインは、配列番号６、配列番号７、配列番号８又は配列番号９で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。　

（２－ｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号６、配列番号７、配列番号８又は配列番号９で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（２－ｉｉ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。　

（２－ｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号６、配列番号７、配列番号８又は配列番号９で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有し、かつＲＥＰ中に含まれるＸＧＸ（但し、Ｘはグリシン以外のアミノ酸残基を示す。）からなるアミノ酸配列の総アミノ酸残基数をｚとし、上記ドメイン配列中のＲＥＰの総アミノ酸残基数をｗとしたときに、ｚ／ｗが５０．９％以上であることが好ましい。　

第２の改変フィブロインは、Ｎ末端及びＣ末端のいずれか一方又は両方にタグ配列を含んでいてもよい。これにより、改変フィブロインの単離、固定化、検出及び可視化等が可能となる。　

タグ配列として、例えば、他の分子との特異的親和性（結合性、アフィニティ）を利用したアフィニティタグを挙げることができる。アフィニティタグの具体例として、ヒスチジンタグ（Ｈｉｓタグ）を挙げることができる。Ｈｉｓタグは、ヒスチジン残基が４から１０個程度並んだ短いペプチドで、ニッケル等の金属イオンと特異的に結合する性質があるため、金属キレートクロマトグラフィー（ｃｈｅｌａｔｉｎｇ　ｍｅｔａｌ　ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）による改変フィブロインの単離に利用することができる。タグ配列の具体例として、例えば、配列番号１１で示されるアミノ酸配列（Ｈｉｓタグ配列及びヒンジ配列を含むアミノ酸配列）が挙げられる。　

また、グルタチオンに特異的に結合するグルタチオン－Ｓ－トランスフェラーゼ（ＧＳＴ）、マルトースに特異的に結合するマルトース結合タンパク質（ＭＢＰ）等のタグ配列を利用することもできる。　

さらに、抗原抗体反応を利用した「エピトープタグ」を利用することもできる。抗原性を示すペプチド（エピトープ）をタグ配列として付加することにより、当該エピトープに対する抗体を結合させることができる。エピトープタグとして、ＨＡ（インフルエンザウイルスのヘマグルチニンのペプチド配列）タグ、ｍｙｃタグ、ＦＬＡＧタグ等を挙げることができる。エピトープタグを利用することにより、高い特異性で容易に改変フィブロインを精製することができる。　

さらにタグ配列を特定のプロテアーゼで切り離せるようにしたものも使用することができる。当該タグ配列を介して吸着したタンパク質をプロテアーゼ処理することにより、タグ配列を切り離した改変フィブロインを回収することもできる。　

タグ配列を含む改変フィブロインのより具体的な例として、（２－ｉｉｉ）配列番号１２（ＰＲＴ３８０）、配列番号１３（ＰＲＴ４１０）、配列番号１４（ＰＲＴ５２５）若しくは配列番号１５（ＰＲＴ７９９）で示されるアミノ酸配列、又は（２－ｉｖ）配列番号１２、配列番号１３、配列番号１４若しくは配列番号１５で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。　

配列番号１６（ＰＲＴ３１３）、配列番号１２、配列番号１３、配列番号１４及び配列番号１５で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号１０、配列番号６、配列番号７、配列番号８及び配列番号９で示されるアミノ酸配列のＮ末端に配列番号１１で示されるアミノ酸配列（Ｈｉｓタグ配列及びヒンジ配列を含む）を付加したものである。　

（２－ｉｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号１２、配列番号１３、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。　

（２－ｉｖ）の改変フィブロインは、配列番号１２、配列番号１３、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（２－ｉｖ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。　

（２－ｉｖ）の改変フィブロインは、配列番号１２、配列番号１３、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有し、かつＲＥＰ中に含まれるＸＧＸ（但し、Ｘはグリシン以外のアミノ酸残基を示す。）からなるアミノ酸配列の総アミノ酸残基数をｚとし、上記ドメイン配列中のＲＥＰの総アミノ酸残基数をｗとしたときに、ｚ／ｗが５０．９％以上であることが好ましい。　

第２の改変フィブロインは、組換えタンパク質生産系において生産されたタンパク質を宿主の外部に放出するための分泌シグナルを含んでいてもよい。分泌シグナルの配列は、宿主の種類に応じて適宜設定することができる。　

第３の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、（Ａ）_ｎモチーフの含有量が低減されたアミノ酸配列を有する。第３の改変フィブロインのドメイン配列は、天然由来のフィブロインと比較して、少なくとも１又は複数の（Ａ）_ｎモチーフが欠失したことに相当するアミノ酸配列を有するものということができる。　

第３の改変フィブロインは、天然由来のフィブロインから（Ａ）_ｎモチーフを１０～４０％欠失させたことに相当するアミノ酸配列を有するものであってもよい。　

第３の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、少なくともＮ末端側からＣ末端側に向かって１～３つの（Ａ）_ｎモチーフ毎に１つの（Ａ）_ｎモチーフが欠失したことに相当するアミノ酸配列を有するものであってもよい。　

第３の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、少なくともＮ末端側からＣ末端側に向かって２つ連続した（Ａ）_ｎモチーフの欠失、及び１つの（Ａ）_ｎモチーフの欠失がこの順に繰り返されたことに相当するアミノ酸配列を有するものであってもよい。　

第３の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、少なくともＮ末端側からＣ末端側に向かって２つおきに（Ａ）_ｎモチーフが欠失したことに相当するアミノ酸配列を有するものであってもよい。　

第３の改変フィブロインは、式１：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍで表されるドメイン配列を含み、Ｎ末端側からＣ末端側に向かって、隣合う２つの［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットのＲＥＰのアミノ酸残基数を順次比較して、アミノ酸残基数が少ないＲＥＰのアミノ酸残基数を１としたとき、他方のＲＥＰのアミノ酸残基数の比が１．８～１１．３となる隣合う２つの［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットのアミノ酸残基数を足し合わせた合計値の最大値をｘとし、ドメイン配列の総アミノ酸残基数をｙとしたときに、ｘ／ｙが２０％以上、３０％以上、４０％以上又は５０％以上であるアミノ酸配列を有するものであってもよい。（Ａ）_ｎモチーフ中の全アミノ酸残基数に対するアラニン残基数は８３％以上であってよいが、８６％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましく、９５％以上であることが更に好ましく、１００％であること（アラニン残基のみで構成されることを意味する）が更により好ましい。　

ｘ／ｙの算出方法を図１を参照しながら更に詳細に説明する。図１には、改変フィブロインからＮ末端配列及びＣ末端配列を除いたドメイン配列を示す。当該ドメイン配列は、Ｎ末端側（左側）から（Ａ）_ｎモチーフ－第１のＲＥＰ（５０アミノ酸残基）－（Ａ）_ｎモチーフ－第２のＲＥＰ（１００アミノ酸残基）－（Ａ）_ｎモチーフ－第３のＲＥＰ（１０アミノ酸残基）－（Ａ）_ｎモチーフ－第４のＲＥＰ（２０アミノ酸残基）－（Ａ）_ｎモチーフ－第５のＲＥＰ（３０アミノ酸残基）－（Ａ）_ｎモチーフという配列を有する。　

隣合う２つの［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットは、重複がないように、Ｎ末端側からＣ末端側に向かって、順次選択する。このとき、選択されない［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットが存在してもよい。図１には、パターン１（第１のＲＥＰと第２のＲＥＰの比較、及び第３のＲＥＰと第４のＲＥＰの比較）、パターン２（第１のＲＥＰと第２のＲＥＰの比較、及び第４のＲＥＰと第５のＲＥＰの比較）、パターン３（第２のＲＥと第３のＲＥＰの比較、及び第４のＲＥＰと第５のＲＥＰの比較）、パターン４（第１のＲＥＰと第２のＲＥＰの比較）を示した。なお、これ以外にも選択方法は存在する。　

次に各パターンについて、選択した隣合う２つの［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニット中の各ＲＥＰのアミノ酸残基数を比較する。比較は、よりアミノ酸残基数の少ない方を１としたときの、他方のアミノ酸残基数の比を求めることによって行う。例えば、第１のＲＥＰ（５０アミノ酸残基）と第２のＲＥＰ（１００アミノ酸残基）の比較の場合、よりアミノ酸残基数の少ない第１のＲＥＰを１としたとき、第２のＲＥＰのアミノ酸残基数の比は、１００／５０＝２である。同様に、第４のＲＥＰ（２０アミノ酸残基）と第５のＲＥＰ（３０アミノ酸残基）の比較の場合、よりアミノ酸残基数の少ない第４のＲＥＰを１としたとき、第５のＲＥＰのアミノ酸残基数の比は、３０／２０＝１．５である。　

図１中、よりアミノ酸残基数の少ない方を１としたときに、他方のアミノ酸残基数の比が１．８～１１．３となる［（
Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットの組を実線で示した。本明細書中、この比をギザ比率と呼ぶ。よりアミノ酸残基数の少ない方を１としたときに、他方のアミノ酸残基数の比が１．８未満又は１１．３超となる［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットの組は破線で示した。　

各パターンにおいて、実線で示した隣合う２つの［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットの全てのアミノ酸残基数を足し合わせる（ＲＥＰのみではなく、（Ａ）_ｎモチーフのアミノ酸残基数もである。）。そして、足し合わせた合計値を比較して、当該合計値が最大となるパターンの合計値（合計値の最大値）をｘとする。図１に示した例では、パターン１の合計値が最大である。　

次に、ｘをドメイン配列の総アミノ酸残基数ｙで除すことによって、ｘ／ｙ（％）を算出することができる。　

第３の改変フィブロインにおいて、ｘ／ｙは、５０％以上であることが好ましく、６０％以上であることがより好ましく、６５％以上であることが更に好ましく、７０％以上であることが更により好ましく、７５％以上であることが更によりまた好ましく、８０％以上であることが特に好ましい。ｘ／ｙの上限に特に制限はなく、例えば、１００％以下であってよい。ギザ比率が１：１．９～１１．３の場合には、ｘ／ｙは８９．６％以上であることが好ましく、ギザ比率が１：１．８～３．４の場合には、ｘ／ｙは７７．１％以上であることが好ましく、ギザ比率が１：１．９～８．４の場合には、ｘ／ｙは７５．９％以上であることが好ましく、ギザ比率が１：１．９～４．１の場合には、ｘ／ｙは６４．２％以上であることが好ましい。　

第３の改変フィブロインが、ドメイン配列中に複数存在する（Ａ）_ｎモチーフの少なくとも７つがアラニン残基のみで構成される改変フィブロインである場合、ｘ／ｙは、４６．４％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましく、５５％以上であることが更に好ましく、６０％以上であることが更により好ましく、７０％以上であることが更によりまた好ましく、８０％以上であることが特に好ましい。ｘ／ｙの上限に特に制限はなく、１００％以下であればよい。　

ここで、天然由来のフィブロインにおけるｘ／ｙについて説明する。まず、上述のように、ＮＣＢＩ　ＧｅｎＢａｎｋにアミノ酸配列情報が登録されているフィブロインを例示した方法により確認したところ、６６３種類のフィブロイン（このうち、クモ類由来のフィブロインは４１５種類）が抽出された。抽出された全てのフィブロインのうち、式１：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍで表されるドメイン配列で構成される天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から、上述の算出方法により、ｘ／ｙを算出した。ギザ比率が１：１．９～４．１の場合の結果を図３に示す。　

図３の横軸はｘ／ｙ（％）を示し、縦軸は頻度を示す。図３から明らかなとおり、天然由来のフィブロインにおけるｘ／ｙは、いずれも６４．２％未満である（最も高いもので、６４．１４％）。　

第３の改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列から、ｘ／ｙが６４．２％以上になるように（Ａ）_ｎモチーフをコードする配列の１又は複数を欠失させることにより得ることができる。また、例えば、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から、ｘ／ｙが６４．２％以上になるように１又は複数の（Ａ）_ｎモチーフが欠失したことに相当するアミノ酸配列を設計し、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより得ることもできる。いずれの場合においても、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から（Ａ）_ｎモチーフが欠失したことに相当する改変に加え、更に１又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び／又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変を行ってもよい。　

第３の改変フィブロインのより具体的な例として、（３－ｉ）配列番号１７（Ｍｅｔ－ＰＲＴ３９９）、配列番号７（Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０）、配列番号８（Ｍｅｔ－ＰＲＴ５２５）若しくは配列番号９（Ｍｅｔ－ＰＲＴ７９９）で示されるアミノ酸配列、又は（３－ｉｉ）配列番号１７、配列番号７、配列番号８若しくは配列番号９で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。　

（３－ｉ）の改変フィブロインについて説明する。配列番号１７で示されるアミノ酸配列は、天然由来のフィブロインに相当する配列番号１０（Ｍｅｔ－ＰＲＴ３１３）で示されるアミノ酸配列から、Ｎ末端側からＣ末端側に向かって２つおきに（Ａ）_ｎモチーフを欠失させ、更にＣ末端配列の手前に［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］を１つ挿入したものである。配列番号７、配列番号８又は配列番号９で示されるアミノ酸配列は、第２の改変フィブロインで説明したとおりである。　

配列番号１０で示されるアミノ酸配列（天然由来のフィブロインに相当）のギザ比率１：１．８～１１．３におけるｘ／ｙの値は１５．０％である。配列番号１７で示されるアミノ酸配列、及び配列番号７で示されるアミノ酸配列におけるｘ／ｙの値は、いずれも９３．４％である。配列番号８で示されるアミノ酸配列におけるｘ／ｙの値は、９２．７％である。配列番号９で示されるアミノ酸配列におけるｘ／ｙの値は、８９．８％である。配列番号１０、配列番号１７、配列番号７、配列番号８及び配列番号９で示されるアミノ酸配列におけるｚ／ｗの値は、それぞれ４６．８％、５６．２％、７０．１％、６６．１％及び７０．０％である。　

（３－ｉ）の改変フィブロインは、配列番号１７、配列番号７、配列番号８又は配列番号９で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。　

（３－ｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号１７、配列番号７、配列番号８又は配列番号９で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（３－ｉｉ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。　

（３－ｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号１７、配列番号７、配列番号８又は配列番号９で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有し、かつＮ末端側からＣ末端側に向かって、隣合う２つの［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットのＲＥＰのアミノ酸残基数を順次比較して、アミノ酸残基数が少ないＲＥＰのアミノ酸残基数を１としたとき、他方のＲＥＰのアミノ酸残基数の比が１．８～１１．３（ギザ比率が１：１．８～１１．３）となる隣合う２つの［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットのアミノ酸残基数を足し合わせた合計値の最大値をｘとし、ドメイン配列の総アミノ酸残基数をｙとしたときに、ｘ／ｙが６４．２％以上であることが好ましい。　

第３の改変フィブロインは、Ｎ末端及びＣ末端のいずれか一方又は両方に上述したタグ配列を含んでいてもよい。　

タグ配列を含む改変フィブロインのより具体的な例として、（３－ｉｉｉ）配列番号１８（ＰＲＴ３９９）、配列番号１３（ＰＲＴ４１０）、配列番号１４（ＰＲＴ５２５）若しくは配列番号１５（ＰＲＴ７９９）で示されるアミノ酸配列、又は（３－ｉｖ）配列番号１８、配列番号１３、配列番号１４若しくは配列番号１５で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。　

配列番号１８、配列番号１３、配列番号１４及び配列番号１５で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号１７、配列番号７、配列番号８及び配列番号９で示されるアミノ酸配列のＮ末端に配列番号１１で示されるアミノ酸配列（Ｈｉｓタグ配列及びヒンジ配列を含む）を付加したものである。　

（３－ｉｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号１８、配列番号１３、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。　

（３－ｉｖ）の改変フィブロインは、配列番号１８、配列番号１３、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（３－ｉｖ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。　

（３－ｉｖ）の改変フィブロインは、配列番号１８、配列番号１３、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有し、かつＮ末端側からＣ末端側に向かって、隣合う２つの［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットのＲＥＰのアミノ酸残基数を順次比較して、アミノ酸残基数が少ないＲＥＰのアミノ酸残基数を１としたとき、他方のＲＥＰのアミノ酸残基数の比が１．８～１１．３となる隣合う２つの［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］ユニットのアミノ酸残基数を足し合わせた合計値の最大値をｘとし、ドメイン配列の総アミノ酸残基数をｙとしたときに、ｘ／ｙが６４．２％以上であることが好ましい。　

第３の改変フィブロインは、組換えタンパク質生産系において生産されたタンパク質を宿主の外部に放出するための分泌シグナルを含んでいてもよい。分泌シグナルの配列は、宿主の種類に応じて適宜設定することができる。　

第４の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、（Ａ）_ｎモチーフの含有量が低減されたことに加え、グリシン残基の含有量が低減されたアミノ酸配列を有するものである。第４の改変フィブロインのドメイン配列は、天然由来のフィブロインと比較して、少なくとも１又は複数の（Ａ）_ｎモチーフが欠失したことに加え、更に少なくともＲＥＰ中の１又は複数のグリシン残基が別のアミノ酸残基に置換されたことに相当するアミノ酸配列を有するものということができる。すなわち、上述した第２の改変フィブロインと、第３の改変フィブロインの特徴を併せ持つ改変フィブロインである。具体的な態様等は、第２の改変フィブロイン、及び第３の改変フィブロインで説明したとおりである。　

第４の改変フィブロインのより具体的な例として、（４－ｉ）配列番号７（Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０）、配列番号８（Ｍｅｔ－ＰＲＴ５２５）、配列番号９（Ｍｅｔ－ＰＲＴ７９９）、配列番号１３（ＰＲＴ４１０）、配列番号１４（ＰＲＴ５２５）若しくは配列番号１５（ＰＲＴ７９９）で示されるアミノ酸配列、又は（４－ｉｉ）配列番号７、配列番号８、配列番号９、配列番号１３、配列番号１４若しくは配列番号１５で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。配列番号７、配列番号８、配列番号９、配列番号１３、配列番号１４又は配列番号１５で示されるアミノ酸配列を含む改変フィブロインの具体的な態様は上述のとおりである。　

第５の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、ＲＥＰ中の１又は複数のアミノ酸残基が疎水性指標の大きいアミノ酸残基に置換されたこと、及び／又はＲＥＰ中に１又は複数の疎水性指標の大きいアミノ酸残基が挿入されたことに相当する、局所的に疎水性指標の大きい領域を含むアミノ酸配列を有するものであってよい。　

局所的に疎水性指標の大きい領域は、連続する２～４アミノ酸残基で構成されていることが好ましい。　

上述の疎水性指標の大きいアミノ酸残基は、イソロイシン（Ｉ）、バリン（Ｖ）、ロイシン（Ｌ）、フェニルアラニン（Ｆ）、システイン（Ｃ）、メチオニン（Ｍ）及びアラニン（Ａ）
から選ばれるアミノ酸残基であることがより好ましい。　

第５の改変フィブロインは、天然由来のフィブロインと比較して、ＲＥＰ中の１又は複数のアミノ酸残基が疎水性指標の大きいアミノ酸残基に置換されたこと、及び／又はＲＥＰ中に１又は複数の疎水性指標の大きいアミノ酸残基が挿入されたことに相当する改変に加え、更に、天然由来のフィブロインと比較して、１又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び／又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変があってもよい。　

第５の改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列からＲＥＰ中の１又は複数の親水性アミノ酸残基（例えば、疎水性指標がマイナスであるアミノ酸残基）を疎水性アミノ酸残基（例えば、疎水性指標がプラスであるアミノ酸残基）に置換すること、及び／又はＲＥＰ中に１又は複数の疎水性アミノ酸残基を挿入することにより得ることができる。また、例えば、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列からＲＥＰ中の１又は複数の親水性アミノ酸残基を疎水性アミノ酸残基に置換したこと、及び／又はＲＥＰ中に１又は複数の疎水性アミノ酸残基を挿入したことに相当するアミノ酸配列を設計し、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより得ることもできる。いずれの場合においても、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列からＲＥＰ中の１又は複数の親水性アミノ酸残基を疎水性アミノ酸残基に置換したこと、及び／又はＲＥＰ中に１又は複数の疎水性アミノ酸残基を挿入したことに相当する改変に加え、更に１又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び／又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変を行ってもよい。　

第５の改変フィブロインは、式１：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍで表されるドメイン配列を含み、最もＣ末端側に位置する（Ａ）_ｎモチーフから上記ドメイン配列のＣ末端までの配列を上記ドメイン配列から除いた配列に含まれる全てのＲＥＰにおいて、連続する４アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が２．６以上となる領域に含まれるアミノ酸残基の総数をｐとし、最もＣ末端側に位置する（Ａ）_ｎモチーフから上記ドメイン配列のＣ末端までの配列を上記ドメイン配列から除いた配列に含まれるアミノ酸残基の総数をｑとたときに、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。　　

ｐ／ｑの算出方法を更に詳細に説明する。算出には、式１：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍで表されるドメイン配列から、最もＣ末端側に位置する（Ａ）_ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列を除いた配列（以下、「配列Ａ」とする）を用いる。まず、配列Ａに含まれる全てのＲＥＰにおいて、連続する４アミノ酸残基の疎水性指標の平均値を算出する。疎水性指標の平均値は、連続する４アミノ酸残基に含まれる各アミノ酸残基のＨＩの総和を４（アミノ酸残基数）で除して求める。疎水性指標の平均値は、全ての連続する４アミノ酸残基について求める（各アミノ酸残基は、１～４回平均値の算出に用いられる。）。次いで、連続する４アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が２．６以上となる領域を特定する。あるアミノ酸残基が、複数の「疎水性指標の平均値が２．６以上となる連続する４アミノ酸残基」に該当する場合であっても、領域中には１アミノ酸残基として含まれることになる。そして、当該領域に含まれるアミノ酸残基の総数がｐである。また、配列Ａに含まれるアミノ酸残基の総数がｑである。　

例えば、「疎水性指標の平均値が２．６以上となる連続する４アミノ酸残基」が２０カ所抽出された場合（重複はなし）、連続する４アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が２．６以上となる領域には、連続する４アミノ酸残基（重複はなし）が２０含まれることになり、ｐは２０×４＝８０である。また、例えば、２つの「疎水性指標の平均値が２．６以上となる連続する４アミノ酸残基」が１アミノ酸残基だけ重複して存在する場合、連続する４アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が２．６以上となる領域には、７アミノ酸残基含まれることになる（ｐ＝２×４－１＝７。「－１」は重複分の控除である。）。例えば、図４に示したドメイン配列の場合、「疎水性指標の平均値が２．６以上となる連続する４アミノ酸残基」が重複せずに７つ存在するため、ｐは７×４＝２８となる。また、例えば、図４に示したドメイン配列の場合、ｑは４＋５０＋４＋４０＋４＋１０＋４＋２０＋４＋３０＝１７０である（Ｃ末端側の最後に存在する（Ａ）_ｎモチーフは含めない）。次に、ｐをｑで除すことによって、ｐ／ｑ（％）を算出することができる。図４の場合２８／１７０＝１６．４７％となる。　

第５の改変フィブロインにおいて、ｐ／ｑは、６．２％以上であることが好ましく、７％以上であることがより好ましく、１０％以上であることが更に好ましく、２０％以上であることが更により好ましく、３０％以上であることが更によりまた好ましい。ｐ／ｑの上限は、特に制限されないが、例えば、４５％以下であってもよい。　

第５の改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインのアミノ酸配列を、上記のｐ／ｑの条件を満たすように、ＲＥＰ中の１又は複数の親水性アミノ酸残基（例えば、疎水性指標がマイナスであるアミノ酸残基）を疎水性アミノ酸残基（例えば、疎水性指標がプラスであるアミノ酸残基）に置換すること、及び／又はＲＥＰ中に１又は複数の疎水性アミノ酸残基を挿入することにより、局所的に疎水性指標の大きい領域を含むアミノ酸配列に改変することにより得ることができる。また、例えば、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列から上記のｐ／ｑの条件を満たすアミノ酸配列を設計し、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより得ることもできる。いずれの場合においても、天然由来のフィブロインと比較して、ＲＥＰ中の１又は複数のアミノ酸残基が疎水性指標の大きいアミノ酸残基に置換されたこと、及び／又はＲＥＰ中に１又は複数の疎水性指標の大きいアミノ酸残基が挿入されたことに相当する改変に加え、更に１又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び／又は付加したことに相当する改変を行ってもよい。　

疎水性指標の大きいアミノ酸残基としては、特に制限はないが、イソロイシン（Ｉ）、バリン（Ｖ）、ロイシン（Ｌ）、フェニルアラニン（Ｆ）、システイン（Ｃ）、メチオニン（Ｍ）及びアラニン（Ａ）が好ましく、バリン（Ｖ）、ロイシン（Ｌ）及びイソロイシン（Ｉ）がより好ましい。　

第５の改変フィブロインのより具体的な例として、（５－ｉ）配列番号１９（Ｍｅｔ－ＰＲＴ７２０）、配列番号２０（Ｍｅｔ－ＰＲＴ６６５）若しくは配列番号２１（Ｍｅｔ－ＰＲＴ６６６）で示されるアミノ酸配列、又は（５－ｉｉ）配列番号１９、配列番号２０若しくは配列番号２１で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。　

（５－ｉ）の改変フィブロインについて説明する。配列番号１９で示されるアミノ酸配列は、配列番号７（Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０）で示されるアミノ酸配列に対し、Ｃ末端側の端末を除いて、ＲＥＰ一つ置きにそれぞれ３アミノ酸残基からなるアミノ酸配列（ＶＬＩ）を２カ所挿入し、更に一部のグルタミン（Ｑ）残基をセリン（Ｓ）残基に置換し、かつＣ末端側の一部のアミノ酸を欠失させたものである。配列番号２０で示されるアミノ酸配列は、配列番号８（Ｍｅｔ－ＰＲＴ５２５）で示されるアミノ酸配列に対し、ＲＥＰ一つ置きにそれぞれ３アミノ酸残基からなるアミノ酸配列（ＶＬＩ）を１カ所挿入したものである。配列番号２１で示されるアミノ酸配列は、配列番号８で示されるアミノ酸配列に対し、ＲＥＰ一つ置きにそれぞれ３アミノ酸残基からなるアミノ酸配列（ＶＬＩ）を２カ所挿入したものである。　

（５－ｉ）の改変フィブロインは、配列番号１９、配列番号２０又は配列番号２１で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。　

（５－ｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号１９、配列番号２０又は配列番号２１で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（５－ｉｉ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。　

（５－ｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号１９、配列番号２０又は配列番号２１で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有し、かつ最もＣ末端側に位置する（Ａ）_ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれる全てのＲＥＰにおいて、連続する４アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が２．６以上となる領域に含まれるアミノ酸残基の総数をｐとし、最もＣ末端側に位置する（Ａ）_ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれるアミノ酸残基の総数をｑとしたときに、ｐ／ｑが６．２％以上であることが好ましい。　

第５の改変フィブロインは、Ｎ末端及びＣ末端のいずれか一方又は両方にタグ配列を含んでいてもよい。　

タグ配列を含む改変フィブロインのより具体的な例として、（５－ｉｉｉ）配列番号２２（ＰＲＴ７２０）、配列番号２３（ＰＲＴ６６５）若しくは配列番号２４（ＰＲＴ６６６）で示されるアミノ酸配列、又は（５－ｉｖ）配列番号２２、配列番号２３若しくは配列番号２４で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、改変フィブロインを挙げることができる。　

配列番号２２、配列番号２３及び配列番号２４で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号１９、配列番号２０及び配列番号２１で示されるアミノ酸配列のＮ末端に配列番号１１で示されるアミノ酸配列（Ｈｉｓタグ配列及びヒンジ配列を含む）を付加したものである。　

（５－ｉｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号２２、配列番号２３又は配列番号２４で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。　

（５－ｉｖ）の改変フィブロインは、配列番号２２、配列番号２３又は配列番号２４で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（５－ｉｖ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。　

（５－ｉｖ）の改変フィブロインは、配列番号２２、配列番号２３又は配列番号２４で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有し、かつ最もＣ末端側に位置する（Ａ）_ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれる全てのＲＥＰにおいて、連続する４アミノ酸残基の疎水性指標の平均値が２．６以上となる領域に含まれるアミノ酸残基の総数をｐとし、最もＣ末端側に位置する（Ａ）_ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれるアミノ酸残基の総数をｑとしたときに、ｐ／
ｑが６．２％以上であることが好ましい。　

第５の改変フィブロインは、組換えタンパク質生産系において生産されたタンパク質を宿主の外部に放出するための分泌シグナルを含んでいてもよい。分泌シグナルの配列は、宿主の種類に応じて適宜設定することができる。　

第６の改変フィブロインは、天然由来のフィブロインと比較して、グルタミン残基の含有量が低減されたアミノ酸配列を有する。　

第６の改変フィブロインは、ＲＥＰのアミノ酸配列中に、ＧＧＸモチーフ及びＧＰＧＸＸモチーフから選ばれる少なくとも一つのモチーフが含まれていることが好ましい。　

第６の改変フィブロインが、ＲＥＰ中にＧＰＧＸＸモチーフを含む場合、ＧＰＧＸＸモチーフ含有率は、通常１％以上であり、５％以上であってもよく、１０％以上であるのが好ましい。ＧＰＧＸＸモチーフ含有率の上限に特に制限はなく、５０％以下であってよく、３０％以下であってもよい。　

本明細書において、「ＧＰＧＸＸモチーフ含有率」は、以下の方法により算出される値である。　

式１：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍ、又は式２：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍ－（Ａ）_ｎモチーフで表されるドメイン配列を含むフィブロイン（改変フィブロイン又は天然由来のフィブロイン）において、最もＣ末端側に位置する（Ａ）_ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列に含まれる全てのＲＥＰにおいて、その領域に含まれるＧＰＧＸＸモチーフの個数の総数を３倍した数（即ち、ＧＰＧＸＸモチーフ中のＧ及びＰの総数に相当）をｓとし、最もＣ末端側に位置する（Ａ）_ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除き、更に（Ａ）_ｎモチーフを除いた全ＲＥＰのアミノ酸残基の総数をｔとしたときに、ＧＰＧＸＸモチーフ含有率はｓ／ｔとして算出される。　

ＧＰＧＸＸモチーフ含有率の算出において、「最もＣ末端側に位置する（Ａ）_ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」を対象としているのは、「最もＣ末端側に位置する（Ａ）_ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列」（ＲＥＰに相当する配列）には、フィブロインに特徴的な配列と相関性の低い配列が含まれることがあり、ｍが小さい場合（つまり、ドメイン配列が短い場合）、ＧＰＧＸＸモチーフ含有率の算出結果に影響するので、この影響を排除するためである。なお、ＲＥＰのＣ末端に「ＧＰＧＸＸモチーフ」が位置する場合、「ＸＸ」が例えば「ＡＡ」の場合であっても、「ＧＰＧＸＸモチーフ」として扱う。　

図５は、改変フィブロインのドメイン配列を示す模式図である。図５を参照しながらＧＰＧＸＸモチーフ含有率の算出方法を具体的に説明する。まず、図５に示した改変フィブロインのドメイン配列（「［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍ－（Ａ）_ｎモチーフ」タイプである。）では、全てのＲＥＰが「最もＣ末端側に位置する（Ａ）_ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」（図５中、「領域Ａ」で示した配列。）に含まれているため、ｓを算出するためのＧＰＧＸＸモチーフの個数は７であり、ｓは７×３＝２１となる。同様に、全てのＲＥＰが「最もＣ末端側に位置する（Ａ）_ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」（図５中、「領域Ａ」で示した配列。）に含まれているため、当該配列から更に（Ａ）_ｎモチーフを除いた全ＲＥＰのアミノ酸残基の総数ｔは５０＋４０＋１０＋２０＋３０＝１５０である。次に、ｓをｔで除すことによって、ｓ／ｔ（％）を算出することができ、図５の改変フィブロインの場合２１／１５０＝１４．０％となる。　

第６の改変フィブロインは、グルタミン残基含有率が９％以下であることが好ましく、７％以下であることがより好ましく、４％以下であることが更に好ましく、０％であることが特に好ましい。　

本明細書において、「グルタミン残基含有率」は、以下の方法により算出される値である。　

式１：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍ、又は式２：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍ－（Ａ）_ｎモチーフで表されるドメイン配列を含むフィブロイン（改変フィブロイン又は天然由来のフィブロイン）において、最もＣ末端側に位置する（Ａ）_ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列（図５の「領域Ａ」に相当する配列。）に含まれる全てのＲＥＰにおいて、その領域に含まれるグルタミン残基の総数をｕとし、最もＣ末端側に位置する（Ａ）_ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除き、更に（Ａ）_ｎモチーフを除いた全ＲＥＰのアミノ酸残基の総数をｔとしたときに、グルタミン残基含有率はｕ／ｔとして算出される。グルタミン残基含有率の算出において、「最もＣ末端側に位置する（Ａ）_ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」を対象としている理由は、上述した理由と同様である。　

第６の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、ＲＥＰ中の１又は複数のグルタミン残基を欠失したこと、又は他のアミノ酸残基に置換したことに相当するアミノ酸配列を有するものであってよい。　

「他のアミノ酸残基」は、グルタミン残基以外のアミノ酸残基であればよいが、グルタミン残基よりも疎水性指標の大きいアミノ酸残基であることが好ましい。アミノ酸残基の疎水性指標は表１に示すとおりである。　

表１に示すとおり、グルタミン残基よりも疎水性指標の大きいアミノ酸残基としては、イソロイシン（Ｉ）、バリン（Ｖ）、ロイシン（Ｌ）、フェニルアラニン（Ｆ）、システイン（Ｃ）、メチオニン（Ｍ）アラニン（Ａ）、グリシン（Ｇ）、スレオニン（Ｔ）、セリン（Ｓ）、トリプトファン（Ｗ）、チロシン（Ｙ）、プロリン（Ｐ）及びヒスチジン（Ｈ）から選ばれるアミノ酸残基を挙げることができる。これらの中でも、イソロイシン（Ｉ）、バリン（Ｖ）、ロイシン（Ｌ）、フェニルアラニン（Ｆ）、システイン（Ｃ）、メチオニン（Ｍ）及びアラニン（Ａ）から選ばれるアミノ酸残基であることがより好ましく、イソロイシン（Ｉ）、バリン（Ｖ）、ロイシン（Ｌ）及びフェニルアラニン（Ｆ）から選ばれるアミノ酸残基であることが更に好ましい。　

第６の改変フィブロインは、ＲＥＰの疎水性度が、－０．８以上であることが好ましく、－０．７以上であることがより好ましく、０以上であることが更に好ましく、０．３以上であることが更により好ましく、０．４以上であることが特に好ましい。ＲＥＰの疎水性度の上限に特に制限はなく、１．０以下であってよく、０．７以下であってもよい。　

本明細書において、「ＲＥＰの疎水性度」は、以下の方法により算出される値である。　式１：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍ、又は式２：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍ－（Ａ）_ｎモチーフで表されるドメイン配列を含むフィブロイン（改変フィブロイン又は天然由来のフィブロイン）において、最もＣ末端側に位置する（Ａ）_ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列（図５の「領域Ａ」に相当する配列。）に含まれる全てのＲＥＰにおいて、その領域の各アミノ酸残基の疎水性指標の総和をｖとし、最もＣ末端側に位置する（Ａ）_ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除き、更に（Ａ）_ｎモチーフを除いた全ＲＥＰのアミノ酸残基の総数をｔとしたときに、ＲＥＰの疎水性度はｖ／ｔとして算出される。ＲＥＰの疎水性度の算出において、「最もＣ末端側に位置する（Ａ）_ｎモチーフからドメイン配列のＣ末端までの配列をドメイン配列から除いた配列」を対象としている理由は、上述した理由と同様である。　

第６の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、ＲＥＰ中の１又は複数のグルタミン残基を欠失したこと、及び／又はＲＥＰ中の１又は複数のグルタミン残基を他のアミノ酸残基に置換したことに相当する改変に加え、更に１又は複数のアミノ酸残基を置換、欠失、挿入及び／又は付加したことに相当するアミノ酸配列の改変があってもよい。　

第６の改変フィブロインは、例えば、クローニングした天然由来のフィブロインの遺伝子配列からＲＥＰ中の１又は複数のグルタミン残基を欠失させること、及び／又はＲＥＰ中の１又は複数のグルタミン残基を他のアミノ酸残基に置換することにより得ることができる。また、例えば、天然由来のフィブロインのアミノ酸配列からＲＥＰ中の１又は複数のグルタミン残基を欠失したこと、及び／又はＲＥＰ中の１又は複数のグルタミン残基を他のアミノ酸残基に置換したことに相当するアミノ酸配列を設計し、設計したアミノ酸配列をコードする核酸を化学合成することにより得ることもできる。　

第６の改変フィブロインのより具体的な例として、（６－ｉ）配列番号２５（Ｍｅｔ－ＰＲＴ８８８）、配列番号２６（Ｍｅｔ－ＰＲＴ９６５）、配列番号２７（Ｍｅｔ－ＰＲＴ８８９）、配列番号２８（Ｍｅｔ－ＰＲＴ９１６）、配列番号２９（Ｍｅｔ－ＰＲＴ９１８）、配列番号３０（Ｍｅｔ－ＰＲＴ６９９）、配列番号３１（Ｍｅｔ－ＰＲＴ６９８）若しくは配列番号３２（Ｍｅｔ－ＰＲＴ９６６）で示されるアミノ酸配列を含む改変フィブロイン、又は（６－ｉｉ）配列番号２５、配列番号２６、配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１若しくは配列番号３２で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む改変フィブロインを挙げることができる。　

（６－ｉ）の改変フィブロインについて説明する。配列番号２５で示されるアミノ酸配列は、配列番号７で示されるアミノ酸配列（Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０）中のＱＱを全てＶＬに置換したものである。配列番号２６で示されるアミノ酸配列は、配列番号７で示されるアミノ酸配列中のＱＱを全てＴＳに置換し、かつ残りのＱをＡに置換したものである。配列番号２７で示されるアミノ酸配列は、配列番号７で示されるアミノ酸配列中のＱＱを全てＶＬに置換し、かつ残りのＱをＩに置換したものである。配列番号２８で示されるアミノ酸配列は、配列番号７で示されるアミノ酸配列中のＱＱを全てＶＩに置換し、かつ残りのＱをＬに置換したものである。配列番号２９で示されるアミノ酸配列は、配列番号７で示されるアミノ酸配列中のＱＱを全てＶＦに置換し、かつ残りのＱをＩに置換したものである。　

配列番号３０で示されるアミノ酸配列は、配列番号８で示されるアミノ酸配列（Ｍｅｔ－ＰＲＴ５２５）中のＱＱを全てＶＬに置換したものである。配列番号３１で示されるアミノ酸配列は、配列番号８で示されるアミノ酸配列中のＱＱを全てＶＬに置換し、かつ残りのＱをＩに置換したものである。　

配列番号３２で示されるアミノ酸配列は、配列番号７で示されるアミノ酸配列（Ｍｅｔ－ＰＲＴ４１０）中に存在する２０個のドメイン配列の領域（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２回繰り返した配列中のＱＱを全てＶＦに置換し、かつ残りのＱをＩに置換したものである。　

配列番号２５、配列番号２６、配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１及び配列番号３２で示されるアミノ酸配列は、いずれもグルタミン基含有率は９％以下である（表２）。　　

　（６－ｉ）の改変フィブロインは、配列番号２５、配列番号２６、配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１又は配列番号３２で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。　

（６－ｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号２５、配列番号２６、配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１又は配列番号３２で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（６－ｉｉ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍ、又は式２：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍ－（Ａ）_ｎモチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。　

（６－ｉｉ）の改変フィブロインは、グルタミン残基含有率が９％以下であることが好ましい。また、（６－ｉｉ）の改変フィブロインは、ＧＰＧＸＸモチーフ含有率が１０％以上であることが好ましい。　

第６の改変フィブロインは、Ｎ末端及びＣ末端のいずれか一方又は両方にタグ配列を含んでいてもよい。これにより、改変フィブロインの単離、固定化、検出及び可視化等が可能となる。　

タグ配列を含む改変フィブロインのより具体的な例として、（６－ｉｉｉ）配列番号３３（ＰＲＴ８８８）、配列番号３４（ＰＲＴ９６５）、配列番号３５（ＰＲＴ８８９）、配列番号３６（ＰＲＴ９１６）、配列番号３７（ＰＲＴ９１８）、配列番号３８（ＰＲＴ６９９）、配列番号３９（ＰＲＴ６９８）若しくは配列番号４０（ＰＲＴ９６６）で示されるアミノ酸配列を含む改変フィブロイン、又は（６－ｉｖ）配列番号３３、配列番号３４、配列番号３５、配列番号３６、配列番号３７、配列番号３８、配列番号３９若しくは配列番号４０で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む改変フィブロインを挙げることができる。　

配列番号３３、配列番号３４、配列番号３５、配列番号３６、配列番号３７、配列番号３８、配列番号３９及び配列番号４０で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号２５、配列番号２６、配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１及び配列番号３２で示されるアミノ酸配列のＮ末端に配列番号１１で示されるアミノ酸配列（Ｈｉｓタグ配列及びヒンジ配列を含む）を付加したものである。Ｎ末端にタグ配列を付加しただけであるため、グルタミン残基含有率に変化はなく、配列番号３３、配列番号３４、配列番号３５、配列番号３６、配列番号３７、配列番号３８、配列番号３９及び配列番号４０で示されるアミノ酸配列は、いずれもグルタミン残基含有率が９％以下である（表３）。　　

（６－ｉｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号３３、配列番号３４、配列番号３５、配列番号３６、配列番号３７、配列番号３８、配列番号３９又は配列番号４０で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。　

（６－ｉｖ）の改変フィブロインは、配列番号３３、配列番号３４、配列番号３５、配番号３６、配列番号３７、配列番号３８、配列番号３９又は配列番号４０で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（６－ｉｖ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍ、又は式２：［（Ａ）_ｎモチーフ－ＲＥＰ］_ｍ－（Ａ）_ｎモチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。　

（６－ｉｖ）の改変フィブロインは、グルタミン残基含有率が９％以下であることが好ましい。また、（６－ｉｖ）の改変フィブロインは、ＧＰＧＸＸモチーフ含有率が１０％以上であることが好ましい。　

第６の改変フィブロインは、組換えタンパク質生産系において生産されたタンパク質を宿主の外部に放出するための分泌シグナルを含んでいてもよい。分泌シグナルの配列は、宿主の種類に応じて適宜設定することができる。　

改変フィブロインは、第１の改変フィブロイン、第２の改変フィブロイン、第３の改フィブロイン、第４の改変フィブロイン、第５の改変フィブロイン、及び第６の改変フィブロインが有する特徴のうち、少なくとも２つ以上の特徴を併せ持つ改変フィブロインであってもよい。　

＜改変フィブロインの製造方法＞

　本実施形態に係る改変フィブロインは、例えば、当該改変フィブロインをコードする核酸配列と、当該核酸配列に作動可能に連結された１又は複数の調節配列とを有する発現ベクターで形質転換された宿主により、当該核酸を発現させることにより生産することができる。　

改変フィブロインをコードする核酸の製造方法は、特に制限されない。例えば、天然のフィブロインをコードする遺伝子を利用して、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）などで増幅しクローニングし、遺伝子工学的手法により改変する方法、又は化学的に合成する方法によって、当該核酸を製造することができる。核酸の化学的な合成方法も特に制限されず、例えば、ＮＣＢＩのウェブデータベースなどより入手したフィブロインのアミノ酸配列情報をもとに、ＡＫＴＡ　ｏｌｉｇｏｐｉｌｏｔ　ｐｌｕｓ　１０／１００（ＧＥヘルスケア・ジャパン株式会社）などで自動合成したオリゴヌクレオチドをＰＣＲなどで連結する方法によって遺伝子を化学的に合成することができる。この際に、改変フィブロインの精製及び／又は確認を容易にするため、上記のアミノ酸配列のＮ末端に開始コドン及びＨｉｓ１０タグからなるアミノ酸配列を付加したアミノ酸配列からなる改変フィブロインをコードする核酸を合成してもよい。　

調節配列は、宿主における改変フィブロインの発現を制御する配列（例えば、プロモーター、エンハンサー、リボソーム結合配列、転写終結配列等）であり、宿主の種類に応じて適宜選択することができる。プロモーターとして、宿主細胞中で機能し、改変フィブロインを発現誘導可能な誘導性プロモーターを用いてもよい。誘導性プロモーターは、誘導物質（発現誘導剤）の存在、リプレッサー分子の非存在、又は温度、浸透圧若しくはｐＨ値の上昇若しくは低下等の物理的要因により、転写を制御できるプロモーターである。　

発現ベクターの種類は、プラスミドベクター、ウイルスベクター、コスミドベクター、フォスミドベクター、人工染色体ベクター等、宿主の種類に応じて適宜選択することができる。発現ベクターとしては、宿主細胞において自立複製が可能、又は宿主の染色体中への組込みが可能で、改変フィブロインをコードする核酸を転写できる位置にプロモーターを含有しているものが好適に用いられる。　

宿主として、原核生物、並びに酵母、糸状真菌、昆虫細胞、動物細胞及び植物細胞等の真核生物のいずれも好適に用いることができる。　

原核生物の宿主の好ましい例として、エシェリヒア属、ブレビバチルス属、セラチア属、バチルス属、ミクロバクテリウム属、ブレビバクテリウム属、コリネバクテリウム属及びシュードモナス属等に属する細菌を挙げることができる。エシェリヒア属に属する微生物として、例えば、エシェリヒア・コリ等を挙げることができる。ブレビバチルス属に属する微生物として、例えば、ブレビバチルス・アグリ等を挙げることができる。セラチア属に属する微生物として、例えば、セラチア・リクエファシエンス等を挙げることができる。バチルス属に属する微生物として、例えば、バチルス・サチラス等を挙げることができる。ミクロバクテリウム属に属する微生物として、例えば、ミクロバクテリウム・アンモニアフィラム等を挙げることができる。ブレビバクテリウム属に属する微生物として、例えば、ブレビバクテリウム・ディバリカタム等を挙げることができる。コリネバクテリウム属に属する微生物として、例えば、コリネバクテリウム・アンモニアゲネス等を挙げることができる。シュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）属に属する微生物として、例えば、シュードモナス・プチダ等を挙げることができる。　

原核生物を宿主とする場合、改変フィブロインをコードする核酸を導入するベクターとしては、例えば、ｐＢＴｒｐ２（ベーリンガーマンハイム社製）、ｐＧＥＸ（Ｐｈａｒｍａｃｉａ社製）、ｐＵＣ１８、ｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔＩＩ、ｐＳｕｐｅｘ、ｐＥＴ２２ｂ、ｐＣｏｌｄ、ｐＵＢ１１０、ｐＮＣＯ２（特開２００２－２３８５６９号公報）等を挙げることができる。　

真核生物の宿主としては、例えば、酵母及び糸状真菌（カビ等）を挙げることができる。酵母としては、例えば、サッカロマイセス属、ピキア属、シゾサッカロマイセス属等に属する酵母を挙げることができる。糸状真菌としては、例えば、アスペルギルス属、ペニシリウム属、トリコデルマ（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ）属等に属する糸状真菌を挙げることができる。　

真核生物を宿主とする場合、改変フィブロインをコードする核酸を導入するベクターとしては、例えば、ＹＥＰ１３（ＡＴＣＣ３７１１５）、ＹＥｐ２４（ＡＴＣＣ３７０５１）等を挙げることができる。上記宿主細胞への発現ベクターの導入方法としては、上記宿主細胞へＤＮＡを導入する方法であればいずれも用いることができる。例えば、カルシウムイオンを用いる方法〔Ｐｒｏｃ．　Ｎａｔｌ．　Ａｃａｄ．　Ｓｃｉ．　ＵＳＡ，６９，２１１０（１９７２）〕、エレクトロポレーション法、スフェロプラスト法、プロトプラスト法、酢酸リチウム法、コンピテント法等を挙げることができる。　

発現ベクターで形質転換された宿主による核酸の発現方法としては、直接発現のほか、モレキュラー・クローニング第２版に記載されている方法等に準じて、分泌生産、融合タンパク質発現等を行うことができる。　

改変フィブロインは、例えば、発現ベクターで形質転換された宿主を培養培地中で培養し、培養培地中に当該改変フィブロインを生成蓄積させ、該培養培地から採取することにより製造することができる。宿主を培養培地中で培養する方法は、宿主の培養に通常用いられる方法に従って行うことができる。　

宿主が、大腸菌等の原核生物又は酵母等の真核生物である場合、培養培地として、宿主が資化し得る炭素源、窒素源及び無機塩類等を含有し、宿主の培養を効率的に行える培地であれば天然培地、合成培地のいずれを用いてもよい。　

炭素源としては、上記形質転換微生物が資化し得るものであればよく、例えば、グルコース、フラクトース、スクロース、及びこれらを含有する糖蜜、デンプン及びデンプン加水分解物等の炭水化物、酢酸及びプロピオン酸等の有機酸、並びにエタノール及びプロパノール等のアルコール類を用いることができる。窒素源としては、例えば、アンモニア、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、酢酸アンモニウム及びリン酸アンモニウム等の無機酸又は有機酸のアンモニウム塩、その他の含窒素化合物、並びにペプトン、肉エキス、酵母エキス、コーンスチープリカー、カゼイン加水分解物、大豆粕及び大豆粕加水分解物、各種発酵菌体及びその消化物を用いることができる。無機塩類としては、例えば、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸第一鉄、硫酸マンガン、硫酸銅及び炭酸カルシウムを用いることができる。　

大腸菌等の原核生物又は酵母等の真核生物の培養は、例えば、振盪培養又は深部通気攪拌培養等の好気的条件下で行うことができる。培養温度は、例えば、１５～４０℃である。培養時間は、通常１６時間～７日間である。培養中の培養培地のｐＨは３．０～９．０に保持することが好ましい。培養培地のｐＨの調整は、無機酸、有機酸、アルカリ溶液、尿素、炭酸カルシウム及びアンモニア等を用いて行うことができる。　

また、培養中、必要に応じて、アンピシリン及びテトラサイクリン等の抗生物質を培養培地に添加してもよい。プロモーターとして誘導性のプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した微生物を培養するときには、必要に応じてインデューサーを培地に添加してもよい。例えば、ｌａｃプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した微生物を培養するときにはイソプロピル－β－Ｄ－チオガラクトピラノシド等を、ｔｒｐプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した微生物を培養するときにはインドールアクリル酸等を培地に添加してもよい。　

発現させた改変フィブロインの単離、精製は通常用いられている方法で行うことができる。例えば、当該改変フィブロインが、細胞内に溶解状態で発現した場合には、培養終了後、宿主細胞を遠心分離により回収し、水系緩衝液に懸濁した後、超音波破砕機、フレンチプレス、マントンガウリンホモゲナイザー及びダイノミル等により宿主細胞を破砕し、無細胞抽出液を得る。該無細胞抽出液を遠心分離することにより得られる上清から、改変フィブロインの単離精製に通常用いられている方法、すなわち、溶媒抽出法、硫安等による塩析法、脱塩法、有機溶媒による沈殿法、ジエチルアミノエチル（ＤＥＡＥ）－セファロース、ＤＩＡＩＯＮ　ＨＰＡ－７５（三菱化成社製）等のレジンを用いた陰イオン交換クロマトグラフィー法、Ｓ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ　ＦＦ（Ｐｈａｒｍａｃｉａ社製）等のレジンを用いた陽イオン交換クロマトグラフィー法、ブチルセファロース、フェニルセファロース等のレジンを用いた疎水性クロマトグラフィー法、分子篩を用いたゲルろ過法、アフィニティークロマトグラフィー法、クロマトフォーカシング法、等電点電気泳動等の電気泳動法等の方法を単独又は組み合わせて使用し、精製標品を得ることができる。　

また、改変フィブロインが細胞内に不溶体を形成して発現した場合は、同様に宿主細胞を回収後、破砕し、遠心分離を行うことにより、沈殿画分として改変フィブロインの不溶体を回収する。回収した改変フィブロインの不溶体はタンパク質変性剤で可溶化することができる。該操作の後、上記と同様の単離精製法により改変フィブロインの精製標品を得ることができる。当該改変フィブロインが細胞外に分泌された場合には、培養上清から当該改変フィブロインを回収することができる。すなわち、培養物を遠心分離等の手法により処理することにより培養上清を取得し、その培養上清から、上記と同様の単離精製法を用いることにより、精製標品を得ることができる。　

改変（人造）フィブロイン繊維の限界酸素指数（ＬＯＩ）値は、１８以上であってよく、２０以上であってもよく、２２以上であってもよく、２４以上であってもよく、２６以上であってもよく、２８以上であってもよく、２９以上であってもよく、３０以上であってもよい。上記のＬＯＩ値は、「消防庁危険物規制課長　消防危５０号（平成７年５月３１日付け）」に記載の「粉粒状又は融点の低い合成樹脂の試験方法」に準拠して測定される値である。改変(人造)フィブロインフィルム、ゲル及び多孔質体も同様である。　

改変（人造）フィブロイン繊維、改変フィブロインフィルム、改変フィブロインゲル及び改変フィブロイン多孔質体の、下記式Ａに従って求められる最高吸湿発熱度は、０．０２５℃／ｇ超であってよく、０．０２６℃／ｇ以上であってもよく、０．０２７℃／ｇ以上であってもよく、０．０２８℃／ｇ以上であってもよく、０．０２９℃／ｇ以上であってもよく、０．０３０℃／ｇ以上であってもよく、０．０３５℃／ｇ以上であってもよく、０．０４０℃／ｇ以上であってもよい。最高吸湿発熱度の上限に特に制限はないが、通常０．０６０℃／ｇ以下である。

　式Ａ：　最高吸湿発熱度＝｛（試料を、試料温度が平衡に達するまで低湿度環境下に置いた後、高湿度環境下に移したときの試料温度の最高値）－（試料を、試料温度が平衡に達するまで低湿度環境下に置いた後、高湿度環境下に移すときの試料温度）｝（℃）／試料重量（ｇ）

［式Ａ中、低湿度環境は、温度２０℃及び相対湿度４０％の環境を意味し、高湿度環境は、温度２０℃及び相対湿度９０％の環境を意味する。］　

改変フィブロイン繊維、改変フィブロインフィルム、改変フィブロインゲル及び改変フィブロイン多孔質体の保温性指数は、０．１８超であってよく、０．２０であってよく、以上０．２２以上であってよく、０．２４以上であってよく、０．２６以上であってよく、０．２８以上であってよく、０．３０以上であってよく、０．３２以上であってよい。保温性指数の上限に特に制限はないが、例えば、０．６０以下、又は０．４０以下であってよい。　

改変フィブロイン繊維、改変フィブロインフィルム、改変フィブロインゲル及び改変フィブロイン多孔質体は、優れた保温性を有することが好ましく、下記式Ｃに従って求められる保温性指数が０．２０以上であってよい。

式Ｃ：　保温性指数＝保温率（％）／試料の目付け（ｇ／ｍ^２）　

＜ケイ酸塩＞　ケイ酸塩は、１個又は複数個のケイ素原子を中心とし、電気陰性な配位子がこれを取り囲んだ構造を持つアニオンを含む化合物をいい、シリケートとも呼ばれる。例えば、二酸化ケイ素（シリカ）が挙げられる。シリカは粒子状であってよく、シリカ粒子の粒径は、分散しやすい観点から、また、得られる改変フィブロイン複合体の所望の物性に応じて適宜に選択することができる。ケイ酸塩の粒径は、例えば、５～１００ｎｍであってよく、好ましくは５ｎｍ～８０ｎｍであり、より好ましくは５ｎｍ～６０ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ～４０ｎｍである。また、ケイ酸塩の比表面積は、例えば、５０～４００ｍ^２／ｇであってよく、好ましくは１００～４００ｍ^２／ｇであってよく、より好ましくは２００～４００ｍ^２／ｇであり、さらに好ましくは３００～４００ｍ^２／ｇである。ケイ酸塩の比表面積は、例えばＢＥＴ法によって測定することができる。　

＜ケイ酸塩鉱物＞

　ケイ酸塩鉱物は特に限定されないが、層状ケイ酸塩鉱物（層状粘土鉱物）であってよく、層状ケイ酸塩鉱物としては、例えば、スメクタイト（族）、ベントナイト、蛇紋岩－カオリン（族）、タルク－パイロフィライト（族）、バーミキュライト（族）、雲母族、脆雲母族及び緑泥石族及びハイドロタルサイトなどが挙げられる。スメクタイト（族）としては、例えば、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチーブンサイト、ボルコンスコアイト及びスインホルダイトなどが挙げられ、流通性などの観点から、好ましくは、モンモリロナイト、サポナイト、スチーブンサイト及びヘクトライトからなる群より選択され、より好ましくは、モンモリロナイト及びヘクトライトからなる群より選択される。蛇紋岩－カオリン（族）としては、例えば、リザーダイト、バーチェリン、アメサイト、クロンステダイト、ネポーアイト、ケリアイト、フレイポナイト、ブリンドリアイト、カオリナイト、ディカイト、ナクライト、ハロイサイト及びオーディナイトなどが挙げられる。タルク－パイロフィライト（族）としては、例えば、タルク、ウィレムサイト、ケロライト、ピメライト、パイロフィライト及びフェリパイロフィライトなどが挙げられる。バーミキュライト（族）としては、例えば、３八面体型バーミキュライト及び２八面体型バーミキュライトなどが挙げられる。雲母族としては、例えば、黒雲母、金雲母、鉄雲母、イーストナイト、シデロフィライト、テトラフェリ鉄雲母、鱗雲母、ポリリシオライト、白雲母、セラドン石、鉄セラドン石、鉄アルミノセラドン石、アルミノセラドン石、砥部雲母及びソーダ雲母などが挙げられる。脆雲母族としては、例えば、クリントナイト、木下石、ビティ雲母、アナンダ石及び真珠雲母などが挙げられる。緑泥石族としては、例えば、クリノクロア、シャモサイト、ペナンタイト、ニマイト、ベイリクロア、ドンバサイト、クッケアイト及びスドーアイトなどが挙げられる。層状ケイ酸塩鉱物は、流通性や対費用効果の観点から、好ましくは、スメクタイト（族）及びベントナイトからなる群より選択され、より好ましくは、モンモリロナイト、サポナイト、スチーブンサイト、ヘクトライト及びベントナイトからなる群より選択され、さらに好ましくは、モンモリロナイト、ヘクトライト及びベントナイトからなる群より選択される。　

層状ケイ酸塩鉱物は、有機修飾された有機（有機化）ケイ酸塩鉱物であってよく、有機（有機化）層状ケイ酸塩鉱物であってよい。有機（有機化）層状ケイ酸塩鉱物としては、例えば、上述の層状ケイ酸塩鉱物を有機修飾した、有機（有機化）スメクタイト、有機（有機化）蛇紋岩－カオリン（族）、有機（有機化）タルク－パイロフィライト（族）、有機（有機化）バーミキュライト（族）、有機（有機化）雲母族、有機（有機化）脆雲母族及び有機（有機化）緑泥石族からなる群より選択されてもよい。有機（有機化）スメクタイトとしては、例えば、有機（有機化）モンモリロナイト、有機（有機化）バイデライト、有機（有機化）ノントロナイト、有機（有機化）サポナイト、有機（有機化）ヘクトライト、有機（有機化）ソーコナイト、有機（有機化）スチーブンサイト、有機（有機化）ボルコンスコアイト及び有機（有機化）スインホルダイトなどが挙げられる。有機（有機化）層状ケイ酸塩鉱物は、流通性や対費用効果の観点から、好ましくは、有機（有機化）スメクタイト及び有機（有機化）ベントナイトからなる群より選択され、より好ましくは、有機モンモリロナイト、有機ヘクトライト及び有機ベントナイトからなる群より選択される。有機層状ケイ酸塩鉱物（有機ケイ酸塩鉱物）を用いることで、有機溶媒に対する分散性をより向上させることができる。　

有機（有機化）層状ケイ酸塩鉱物の有機修飾の例としては、有機カチオン（陽イオン界面活性剤イオン等）でのイオン交換、分子吸着、層間重合法及びポリマー挿入法（溶融法、溶液法）等を挙げることができる。有機カチオン（陽イオン界面活性剤イオン等）としては、長鎖アルキル基を有する１～４級のアルキルアンモニウムイオン又はアルキルピリジニウムイオン等が挙げられる。長鎖アルキル基を有する１～４級のアルキルアンモニウムイオンとしては、例えば、アルキルアンモニウム、アルキルトリメチルアンモニウムイオン、ジアルキルアンモニウムイオン、テトラメチルアンモニウムイオン（ＴＭＡ）、テトラメチルホスホニウムイオン（ＴＭＰ）、トリメチルフェニルアンモニウムイオン（ＴＭＰＡ）、ジメチルジステアリルアンモニウムイオン、ベンジルジメチルステアリルアンモニウムイオン、トリオクチルメチルアンモニウムイオン及び塩化ジポリオキシエチレンヤシアルキル（炭素数８～１８）メチルアンモニウムイオン等を挙げることができ、有機層状ケイ酸塩鉱物が分散性により優れ得る観点から、ジメチルジステアリルアンモニウムイオン及びトリオクチルメチルアンモニウムイオンが好ましい。また、層間での重合反応（層間重合法）及び／又はポリマー挿入法により、層状ケイ酸塩鉱物にインターカレーションされる有機化合物（有機分子）の例としては、ポリアミド系ポリマー、オレフィン系ポリマー、ゴム系ポリマー等を挙げることができる。ポリアミド系ポリマーとしては、具体的には、重縮合反応で得られるｎ－ナイロン（ｎ＝２～１２で表される任意の数字）又は共縮重合反応で得られるｎ，ｍ－ナイロン（ｎ＝２～１２、ｍ＝２～１２で表される任意の数字）が挙げられる。ｎ－ナイロンとしては、例えば、ナイロン６、ナイロン７、ナイロン９、ナイロン１１及びナイロン１２等が挙げられる。ｎ，ｍ－ナイロンとしては、例えば、ナイロン６，６、ナイロン６１０、ナイロン６Ｔ、ナイロン６Ｉ、ナイロン９Ｔ、ナイロンＭ５Ｔ及びナイロン６１２等が挙げられる。有機（有機化）層状ケイ酸塩鉱物中にインターカレーションされる有機化合物（有機分子）は、分散性を向上させる観点から、後述の有機溶媒への分散性又は溶解性が高いポリアミド系ポリマーが好ましく、ナイロン６、ナイロン６，６及びナイロン１１がより好ましく、ナイロン６及びナイロン６，６がさらに好ましい。層状ケイ酸塩鉱物にナイロン６をインターカレーションする方法は、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．，Ｖｏｌ．８，Ｎｏ．５，ｐｐ．１１７９－１１８４，Ｍａｙ　１９９３．に記載されており、基本的にこの方法に準じて得られる。層状ケイ酸塩鉱物にナイロン６，６をインターカレーションする方法は、Ｂｕｌｌ．Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．，Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．４，Ａｕｇｕｓｔ　２０１６，ｐｐ．９３５－９４１．に記載されており、基本的にこの方法に準じて得られる。層状ケイ酸塩鉱物にナイロン１１をインターカレーションする方法は、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ．１４３，Ｉｓｓｕｅ．１，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　２０１３，ｐｐ．３３６－３４８．に記載されており、基本的にこの方法に準じて得られる。　

ケイ酸塩鉱物は、粉末状又は粒子状であってよく、その粒径は、分散しやすい観点から、また、得られる改変フィブロイン複合体の所望の物性に応じて適宜に選択することができる。分散時のケイ酸塩鉱物の粒径（球相当径）は、例えば、２μｍ以下であってよく、１．５μｍ以下であってよく、１μｍ以下であってよく、０．５μｍ以下であってもよい。粉末の場合は、粒径が均一の粉末であることが好ましい。粉体の粒径及びその分布は、例えば動的光散乱法によって測定することができる。　

＜有機溶媒＞

　有機溶媒は、改変フィブロインを溶解し、ケイ酸塩及び／又はケイ酸塩鉱物を分散し得るものであればいずれも使用することができ、例えば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。溶解性により優れる点からは、ＨＦＩＰ、ＤＭＳＯ及びギ酸が好ましく、ＤＭＳＯ及びギ酸がより好ましく、ギ酸がさらに好ましい。これらの有機溶媒は、水を含んでいてもよい。これらの溶媒は、１種単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。有機溶媒を用いることで、特に有機（有機化）層状ケイ酸塩鉱物の分散性をより向上させられる利点がある。　

本実施形態に係る分散液における改変フィブロインの濃度は、分散液全量を１００重量％としたとき、５～４０重量％であることが好ましく、７～４０重量％であることがより好ましく、１０～４０重量％であることがより好ましく、７～３５重量％であることがより好ましく、１０～３５重量％であることがより好ましく、１２～３５重量％であることがより好ましい。分散液を紡糸用のドープ液として用いる場合、分散液における改変フィブロインの濃度は、分散液全量を１００重量％としたとき、１５～３５重量％であることが好ましく、１５～３０重量％であることがより好ましく、２０～３５重量％であることがさらに好ましく、２０～３０重量％であることが特に好ましい。改変フィブロインの濃度が５質量％以上であると、ケイ酸塩及び／又はケイ酸塩鉱物（層状ケイ酸塩鉱物）の分散性を充分に向上させることができる。改変フィブロインの濃度が４０質量％以下であると、粘度の著しい増大によるケイ酸塩及び／又はケイ酸塩鉱物の分散性の低下を避けることができる。　

本実施形態に係る分散液におけるケイ酸塩及びケイ酸塩鉱物（層状ケイ酸塩鉱物及び／又は有機層状ケイ酸塩鉱物）の合計含有量は、改変フィブロインに対して０．０１重量％～７重量％、すなわち、改変フィブロインを１００重量％としたとき、０．０１重量％～７重量％であればよく、０．０５重量％～６重量％であってよく、０．０５重量％～５重量％が好ましく、０．１重量％～５重量％がより好ましく、０．３重量％～５重量％がより好ましく、０．３重量％～４重量％がより好ましく、０．３重量％～３．５重量％がより好ましく、０．４重量％～３．２重量％がより好ましく、０．５重量％～３．２重量％がより好ましく、０.５重量％～３重量％がさらに好ましく、０．５重量％～２重量％が特に好ましい。改変フィブロインに対するケイ酸塩及びケイ酸塩鉱物の合計含有量を上述の範囲内にすることで、分散液におけるケイ酸塩及びケイ酸塩鉱物の分散性をより向上させることができる。　

本実施形態に係る分散液には、必要に応じて無機塩を添加してもよい。無機塩は、改変フィブロインの溶解促進剤として機能し得る。無機塩としては、例えば、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類金属ハロゲン化物、及びアルカリ土類金属硝酸塩等が挙げられる。無機塩の具体例としては、炭酸リチウム、塩化リチウム、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、臭化リチウム、臭化バリウム、臭化カルシウム、塩素酸バリウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸バリウム、過塩素酸カルシウム、過塩素酸マグネシウムが挙げられる。これらのうちの少なくとも１種類の無機塩を溶媒に添加してもよい。　

本実施形態に係る分散液の調製法は、特に限定されるものではなく、改変フィブロインと、ケイ酸塩及び／又はケイ酸塩鉱物（層状ケイ酸塩鉱物及び／又は有機層状ケイ酸塩鉱物）と、有機溶媒とをそれぞれ任意の順序で混合してよい。混合は、改変フィブロインを有機溶媒中に溶解させてから、該溶液にケイ酸塩及び／又はケイ酸塩鉱物を分散してもよく、ケイ酸塩及び／又はケイ酸塩鉱物を有機溶媒に分散してから、該分散液に改変フィブロインを溶解させてもよく、また、改変フィブロインを有機溶媒に溶解した溶液と、ケイ酸塩及び／又はケイ酸塩鉱物を分散した分散液とを混合してもよい。　

改変フィブロインの有機溶媒への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、必要により、使用する改変フィブロイン及び有機溶媒に応じて溶解可能な温度に加熱してもよい。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。加熱温度の上限は、例えば、溶媒の沸点以下である。　

本実施形態に係る分散液の粘度は、分散液の用途等に応じて適宜設定してよい。例えば、分散液を紡糸用のドープ液（紡糸原液）として使用する場合、その粘度は紡糸方法に応じて適宜設定してよく、例えば、２０℃において、５，０００～６０，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、５，０００～５０，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、５，０００～４０，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、５，０００～３５，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、５，０００～２０，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、５，０００～１５，０００ｍＰａ・ｓｅｃであってよく、５，０００～１０，０００ｍＰａ・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。　

〔分散助剤〕

　本発明の一実施形態の分散助剤は、ケイ酸塩及び／又はケイ酸塩鉱物（層状ケイ酸塩鉱物及び／又は有機層状ケイ酸塩鉱物）を有機溶媒に分散させるための分散助剤であり、改変フィブロインを含む。改変フィブロインによって有機溶媒に適宜な粘度をもたらすことによって、ケイ酸塩及び／又はケイ酸塩鉱物は有機溶媒に分散することが容易になる。　

〔改変フィブロイン複合体〕

　本発明の一実施形態の改変フィブロイン複合体は、改変フィブロインと、ケイ酸塩及び／又は有機層状ケイ酸塩鉱物と、を含む。また、該複合体は、繊維、フィルム、ゲル又は多孔質体である。改変フィブロイン複合体において、改変フィブロインと、ケイ酸塩及び／又は有機層状ケイ酸塩鉱物と、が物理的に混在しており、両者が一体となって成形体となっている。言い換えれば、ケイ酸塩及び／又は有機層状ケイ酸塩鉱物が改変フィブロイン中に分散されている。改変フィブロイン複合体において、ケイ酸塩及び／又は有機層状ケイ酸塩鉱物が、改変フィブロイン中に均一に分散されていることが好ましい。　

改変フィブロイン、ケイ酸塩及び／又は有機層状ケイ酸塩鉱物は上述のとおりである。改変フィブロイン複合体は、後述の改変フィブロイン複合体の製造方法によって製造することができる。　

改変フィブロイン複合体において、ケイ酸塩及び有機層状ケイ酸塩鉱物の合計含有量は、改変フィブロインに対して０．０１重量％～７重量％、すなわち、改変フィブロインを１００重量％としたとき、０．０１重量％～７重量％であればよく、０．０５重量％～６重量％であってよく、０．０５重量％～５重量％が好ましく、０．１重量％～５重量％がより好ましく、０．３重量％～５重量％がより好ましく、０．３重量％～４重量％がより好ましく、０．３重量％～３．５重量％がより好ましく、０．４重量％～３．２重量％がより好ましく、０．５重量％～３．２重量％がより好ましく、０．５重量％～３重量％がさらに好ましく、０．５重量％～２重量％が特に好ましい。改変フィブロインに対するケイ酸塩及び有機層状ケイ酸塩鉱物の合計含有量を上述の範囲内にすることで、ケイ酸塩及び有機層状ケイ酸塩鉱物の分散性をより向上させることができる。　

本実施形態の改変フィブロイン複合体は良好な耐湿性を有する。特に、ケイ酸塩及び／又は有機層状ケイ酸塩鉱物によって複合されていない改変フィブロイン成形体に比べて、改善された耐湿性を有する。ここで、耐湿性とは、湿度に対する伸度変化（寸法変化）が抑制されること、すなわち、寸法安定性が高いことをいう。　

耐湿性の評価は、例えば、加湿環境中における改変フィブロイン複合体の伸度変化によって評価することができる。改変フィブロイン複合体の繊維状成形体（繊維）の場合、例えば、温度３０℃、相対湿度０％に設定したＤＭＡ　Ｑ８００の装置内に繊維を静置し、０．００８Ｎの応力をかけ続けた状態で相対湿度を１％／ｍｉｎの速度で０～９０％まで増加させ、その際の長さ変化を測定することによって評価することができる。その際、同一条件で測定したケイ酸塩及び／又はケイ酸塩鉱物（層状ケイ酸塩鉱物及び／又は有機層状ケイ酸塩鉱物）によって複合されていない改変フィブロイン成形体（繊維）との長さ変化を比較することによって評価することができる。　

耐湿性の評価は、改変フィブロイン複合体のフィルムの場合、例えば、その動的粘弾性特性を測定し、相対湿度に対する貯蔵弾性率の転移点によって評価することができる。具体的には、例えば、温度３０℃、相対湿度４０％に設定したＤＭＡＱ８００（ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製）の装置内にフィルムを１時間静置する。その後、相対湿度を２％／ｍｉｎの速度で４０～９０％まで昇湿させ、１Ｈｚの正弦ひずみをかけて動的粘弾性特性（貯蔵弾性率、損失弾性率及び損失正接）を測定する。相対湿度に対する貯蔵弾性率の転移点は、改変フィブロイン複合体に変形が生じた際の相対湿度の値に相当する。値の算出は、貯蔵弾性率の曲線のオンセット値として算出できる。　

機械的物性の評価は、例えば、以下のようにして行うことができる。改変フィブロイン複合体の繊維状成形体（繊維）の場合、温度３０℃、相対湿度２５％に設定したＤＭＡ　Ｑ８００（ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製）の装置内に複合体（繊維）を３０分静置した後、５０ＭＰａ／ｍｉｎの荷重速度で引張り試験を行い、得られたＳ－Ｓ曲線より、複合体（繊維）の引張強度［ＭＰａ］、破断伸度［％］及び靱性［ＭＪ／ｍ^３］をそれぞれ算出することができる。その際、同一条件で測定したケイ酸塩及び／又は有機ケイ酸塩鉱物によって複合されていない改変フィブロイン成形体（繊維）と引張強度、破断伸度及び靭性を比較し、相対値［％］を算出することによって評価することができる。　

本実施形態の改変フィブロイン複合体は、改変フィブロイン分散液を作成する際に特定の有機溶媒を使用し、該溶媒を除去することにより、残存溶媒をほとんど含まないか或いは残存溶液が十分に少ない（例えば、残存量がｐｐｍ単位）改変フィブロイン複合体を提供することができる。　

改変フィブロイン複合体中の残存有機溶媒の測定は、以下のようにして行うことができる。例えば、有機溶媒がＤＭＳＯである場合、内部標準として濃度３，１００ｐｐｍ（０．００３１０ｍｇ／ｍｌ）の１，２－ジクロロエタン－ギ酸溶液を準備する。タンパク質溶液（１０ｍｌのギ酸に０．１ｇの改変フィブロイン複合体を溶解したもの）５００μｌと内部標準溶液５００μｌを混合する。さらに、Ｈ－ＮＭＲ測定のためアセトニトリル重溶媒を同量程度加え約２倍に希釈し、Ｈ－ＮＭＲ測定を行う（ＮＭＲの機種：ＪＥＯＬ社　ＪＮＭ－ＥＣＸ　１００）。内部標準試料１，２－ジクロロエタンのＨ－ＮＭＲ積分強度とＤＭＳＯのＨ－ＮＭＲ積分強度を比較する。検量線の作成は３ｐｐｍ～３０００ｐｐｍのＤＭＳＯ－ギ酸溶液を作成し、上記プロトコルにしたがって、検量線を作成する。検量線との比較から、タンパク質溶液中のＤＭＳＯ濃度を求めることができる。ＤＭＳＯ濃度測定は、ＪＥＯＬ社製の核磁気共鳴装置（ＮＭＲ）を用いて行なってもよい。　

〔改変フィブロイン複合体の製造方法〕

　本発明の一実施形態の改変フィブロイン複合体の製造方法は、改変フィブロインとケイ酸塩及び／又はケイ酸塩鉱物とを含む改変フィブロイン複合体の製造方法であって、改変フィブロインとケイ酸塩及び／又はケイ酸塩鉱物と有機溶媒とを含む分散液から上記有機溶媒を除去する工程を含む。改変フィブロイン、ケイ酸塩及び／又はケイ酸塩鉱物、及び有機溶媒、並びにこれらを含む分散液は上述のとおりである。改変フィブロイン複合体は、例えば、繊維、フィルム、ゲル又は多孔質体に成形されてよい。　

改変フィブロイン複合体が繊維（繊維状成形体）である場合、公知の湿式紡糸法、乾式紡糸法、乾湿式紡糸法又は溶融紡糸法等によって製造することができる。紡糸法において、例えば、改変フィブロインとケイ酸塩及び／又はケイ酸塩鉱物と有機溶媒とを含む分散液を紡糸用のドープ液として、該分散液を紡糸し、紡糸された分散液（糸条）から溶媒を除去する方法により得られる。　

改変フィブロイン複合体がフィルムである場合、改変フィブロインとケイ酸塩及び／又はケイ酸塩鉱物と有機溶媒とを含む分散液の膜を形成し、形成された膜から溶媒を除去する方法により得られる。フィブロイン由来タンパク質よりフィルムを製造する方法が国際公開第２０１４／１０３７９９号に記載されており、基本的にこの方法に準じて得られる。　

改変フィブロイン複合体がゲルである場合、改変フィブロインとケイ酸塩及び／又はケイ酸塩鉱物と有機溶媒とを含む分散液のゲルを形成し、形成されたゲルから溶媒を除去する方法により得られる。フィブロイン由来タンパク質よりゲルを製造する方法が国際公開第２０１４／１７５１７７号に記載されており、基本的にこの方法に準じて得られる。　

改変フィブロイン複合体が多孔質体である場合、フィブロイン由来タンパク質より多孔質体を製造する方法が国際公開第２０１４／１７５１７８号に記載されており、基本的にこの方法によって得られる。

〔１．改変フィブロインの製造〕

（１）発現ベクターの作製

　ネフィラ・クラビペス（Ｎｅｐｈｉｌａ　ｃｌａｖｉｐｅｓ）由来のフィブロイン（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号：Ｐ４６８０４．１、ＧＩ：１１７４４１５）の塩基配列及びアミノ酸配列に基づき、配列番号１５を有する改変フィブロイン（以下、「ＰＲＴ７９９」ともいう。）、配列番号３７を有する改変フィブロイン（以下、「ＰＲＴ９１８」ともいう。）、及び配列番号４０を有する改変フィブロイン（以下、「ＰＲＴ９６６」ともいう。）を設計した。なお、配列番号１５で示されるアミノ酸配列は、ネフィラ・クラビペス由来のフィブロインのアミノ酸配列に対して、生産性の向上を目的としてアミノ酸残基の置換、挿入及び欠失を施したアミノ酸配列を有し、さらにＮ末端に配列番号１１で示されるアミノ酸配列（タグ配列及びヒンジ配列）が付加されている。配列番号３７で示されるアミノ酸配列は、疎水度の向上を目的として、配列番号７で示されるアミノ酸配列中の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１１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４０で示されるアミノ酸配列は、疎水度の向上を目的として、配列番号９で示されるアミノ酸配列中のＱＱを全てＶＦに置換し、かつ残りのＱをＩに置換したアミノ酸配列を有し、さらにＮ末端に配列番号１１で示されるアミノ酸配列が付加されている。　

次に、設計した配列番号１５、配列番号３７及び配列番号４０のアミノ酸配列を有する改変フィブロイン（改変クモ糸フィブロイン）ＰＲＴ７９９、ＰＲＴ９１８及びＰＲＴ９６６をコードする核酸を合成した。当該核酸には、５’末端にＮｄｅＩサイト及び終止コドン下流にＥｃｏＲＩサイトを付加した。当該核酸をクローニングベクター（ｐＵＣ１１８）にクローニングした。その後、同核酸をＮｄｅＩ及びＥｃｏＲＩで制限酵素処理して切り出した後、それぞれタンパク質発現ベクターｐＥＴ－２２ｂ（＋）に組換えて発現ベクターを得た。　

（２）改変フィブロインの発現

　（１）で得られた発現ベクターで、大腸菌ＢＬＲ（ＤＥ３）を形質転換した。当該形質転換大腸菌を、アンピシリンを含む２ｍＬのＬＢ培地で１５時間培養した。当該培養液を、アンピシリンを含む１００ｍＬのシード培養用培地（表４）にＯＤ_６００が０．００５となるように添加した。培養液温度を３０℃に保ち、ＯＤ_６００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。　　

当該シード培養液を５００ｍＬの生産培地（表５）を添加したジャーファーメンターにＯＤ_６００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。　　

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組み換え構造タンパク質のバンドの出現により、目的とする改変フィブロイン（改変クモ糸フィブロイン）の発現を確認した。　

（３）改変フィブロインの精製

　ＩＰＴＧを添加してから２時間後に回収した菌体を２０ｍＭ　Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ　ｂｕｆｆｅｒ（ｐＨ７．４）で洗浄した。洗浄後の菌体を約１ｍＭのＰＭＳＦを含む２０ｍＭ　Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ７．４）に懸濁させ、高圧ホモジナイザー（ＧＥＡ　Ｎｉｒｏ　Ｓｏａｖｉ社製）で細胞を破砕した。破砕した細胞を遠心分離し、沈殿物を得た。得られた沈殿物を、高純度になるまで２０ｍＭ　Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ７．４）で洗浄した。洗浄後の沈殿物を１００ｍｇ／ｍＬの濃度になるように８Ｍ　グアニジン緩衝液（８Ｍ　グアニジン塩酸塩、１０ｍＭ　リン酸二水素ナトリウム、２０ｍＭ　ＮａＣｌ、１ｍＭ　Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ、ｐＨ７．０）で懸濁し、６０℃で３０分間、スターラーで撹拌し、溶解させた。溶解後、透析チューブ（三光純薬株式会社製のセルロースチューブ３６／３２）を用いて水で透析を行った。透析後に得られた白色の凝集タンパク質を遠心分離により回収し、凍結乾燥機で水分を除き、凍結乾燥粉末を回収することにより、改変フィブロイン（ＰＲＴ７９９、ＰＲＴ９１８及びＰＲＴ９６６）を得た。　

〔２．改変フィブロインの複合体（繊維）の製造〕

（１）フィラーの分散性評価

　表６に示したフィラー（層状ケイ酸塩鉱物又はケイ酸塩）の有機溶媒への分散性を評価した。有機溶媒として、ギ酸、及び、上記精製工程で得られた改変フィブロイン（ＰＲＴ７９９）とギ酸を含む改変フィブロイン溶液を用いた。ギ酸とフィラーの分散液は、ギ酸とフィラーを室温で３時間攪拌して調製した。改変フィブロイン分散液は、上記改変フィブロイン溶液とフィラーを室温で３時間攪拌して調製した。改変フィブロインの含有量は、分散液（ドープ液）全量に対して２２重量％とした。フィラーの含有量は、いずれも改変フィブロインに対して３重量％とした。調製した各分散液の粘度及びフィラーの分散性を表６及び図６に示した。なお、ＳｉＯ_２（比表面積３００ｍ^２／ｇ）は日本アエロジル株式会社製、ベントナイト（ベンゲル、陽イオン交換容量：９３ｍｅｑ／１００ｇ、長さ：５００ｎｍ、幅：３～５ｎｍインターカレーション：Ｎａ^＋）及び有機ベントナイト（Ｓ－ＢＥＮ　ＮＸ、陽イオン交換容量：９３ｍｅｑ／１００ｇ、長さ：５００ｎｍ、幅：３～５ｎｍインターカレーション：［（ＣＨ_３）（ＣＨ_２）_１７］_２Ｎ^＋（ＣＨ_３）_２）は株式会社ホージュン製のものを用いた。　

分散液の分散性の評価は、３時間静置後も分散液中のフィラーが沈降せず分散液が透明なものを良分散（○）、３時間静置後も分散液中のフィラーが沈降しないが分散液が混濁しているものを濁分散（△）、３時間静置後に分散液中のフィラーが沈降したものを貧分散（×）として評価した。分散性の評価結果と改変フィブロイン分散液の粘度を表６に示した。なお、粘度測定はＥＭＳ粘度計（京都電子工業株式会社製、ＥＭＳ－１０００）を用いて測定した。　　

表６に示したとおり、ケイ酸塩（ＳｉＯ_２）及び層状ケイ酸塩鉱物（精製ベントナイト及び有機ベントナイト）が添加された改変フィブロイン分散液では、粘度が増加した。また、表６及び図６に示した通り、ケイ酸塩（ＳｉＯ_２）はギ酸と改変フィブロイン溶液に対して良好な分散性を示した。一方、層状ケイ酸塩鉱物（精製ベントナイト及び有機ベントナイト）はギ酸中で沈殿したが、ギ酸に改変フィブロインを添加した改変フィブロイン溶液においては、良好な分散性を示した。改変フィブロインが分散補助剤としての役割をしたことが示された。　

（２）ドープ液（分散液）の調製

　上記精製工程で得られた改変フィブロイン粉末（ＰＲＴ７９９）２．４ｇと、層状ケイ酸塩鉱物としてジメチルジオクタデシルアンモニウムで有機修飾された有機ベントナイト（Ｓ－ＢＥＮ　ＮＸ、株式会社ホージュン製）１２ｍｇに、ギ酸７．６ｇを溶媒として添加し、その後４０℃で３時間攪拌した。目開き３μｍの金属フィルターでろ過し、ドープ液（実施例４）を調製した。ドープ液における有機ベントナイトの含有量は、改変フィブロインに対して０．１８重量％であり、４０℃でのドープ液の粘度は５，３５０ｃＰであった。改変フィブロインの含有量は、ドープ液全量に対して２４重量％とした。なお、有機ベントナイトの含有量は、次工程（２）で得られた繊維を６５０℃で燃焼した際の、残留無機物量から算出した。　

ドープ液として、金属フィルターでのろ過を行わなかった他は、上記と同様にしてドープ液（実施例５）を調製した。ドープ液における有機ベントナイトの含有量は、改変フィブロインに対して０．４６重量％であった。　

コントロール用のドープ液（比較例５）として、有機ベントナイトを添加しなかった他は、上記と同様にしてドープ液を調製した。４０℃でのドープ液の粘度は４，７００ｃＰであった。　

（３）改変フィブロイン複合体（繊維）の製造　上記（２）で得られ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、得られた改変フィブロイン繊維（改変フィブロイン複合体）を卓上の紡糸装置を用いて巻き取った。巻き取った繊維をドラフト中で一晩自然乾燥させた。湿式紡糸の条件は以下のとおりであった。　　押出しノズル直径：０．２ｍｍ

　　凝固液：メタノール

　　凝固液の温度：２５℃

　　水洗浄浴における延伸倍率：６倍

　　水洗浄浴の温度：２５℃

（４）改変フィブロイン複合体（繊維）の物性評価

　上記（３）で得られた複合体の物性を以下の方法で測定した。　

（４－１）機械物性の測定

　温度３０℃、相対湿度２５％に設定したＤＭＡ　Ｑ８００（ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製）の装置内に複合体を３０分静置した後、５０ＭＰａ／ｍｉｎの荷重速度で引張り試験を行った。得られたＳ－Ｓ曲線より、複合体（繊維）の引張強度［ＭＰａ］、破断伸度［％］、及び靱性［ＭＪ／ｍ^３］をそれぞれ算出した。表７に各改変フィブロイン複合体（繊維）の機械物性評価結果を示した。各機械物性値は、比較例５における繊維の各物性値を１００％とした場合の相対値として示した。　　

表７に示した通り、層状ケイ酸塩鉱物である有機ベントナイトと複合化された改変フィブロイン複合体（繊維）では、伸度を維持したまま強度が向上し、その結果靭性が向上するという秀逸な効果が得られた（実施例４）。　

（４－２）耐湿性の評価

　加湿環境中における繊維の伸度変化を以下の方法で測定した。温度３０℃、相対湿度０％に設定したＤＭＡ　Ｑ８００の装置内に繊維を静置した。０．００８Ｎの応力をかけ続けた状態で相対湿度を１％／ｍｉｎの速度で０～９０％まで増加させ、その際の長さ変化を測定した。図７に測定結果を示した。　

図７に示した通り、層状ケイ酸塩鉱物である有機ベントナイトと複合化された改変フィブロイン複合体（繊維、実施例４及び５）では、複合化されていない改変フィブロイン繊維（比較例５）と比較して、湿度に対する伸度変化（寸法変化）が抑制され、寸法安定性が向上していた。改変フィブロインを粘土鉱物と複合化することで、改変フィブロイン複合体（繊維）の耐湿性が向上したことが示された。　

［３．改変フィブロイン複合体（フィルム）の製造］

（１）フィラーの分散性評価

　表８に示したフィラー（層状ケイ酸塩鉱物又はケイ酸塩）の有機溶媒への分散性を評価した。有機溶媒として、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）及び上記精製工程で得られた改変フィブロイン（ＰＲＴ７９９、粒径１２．２ｎｍ）とＤＭＳＯを含む改変フィブロイン溶液を用いた。ＤＭＳＯとフィラーの分散液は、ＤＭＳＯとフィラーを室温で１時間攪拌して調製した。　

改変フィブロイン分散液は、改変フィブロイン溶液とフィラーを室温で３時間攪拌して調製した。改変フィブロインの含有量は、ドープ液全量に対して１３．６重量％とした。改変フィブロインに対するフィラーの含有量は表８のとおりとした。調製した各分散液の粘度及びフィラーの分散性を表８に示した。分散液の分散性の評価は、３時間静置後もフィラーが沈降せず分散液が透明なものを良分散（○）、３時間静置後もフィラーが沈降しないが分散液が混濁しているものを濁分散（△）、３時間静置後フィラーが沈降したものを貧分散（×）として評価した。　

なお、フィラーとして使用したＲＣ－Ｇ（モンモリロナイト、陽イオン交換容量：４０ｍｅｑ／１００ｇ、長さ：３００ｎｍ、幅：３～５ｎｍ、インターカレーション：ＮＨ_４ ^＋）、スメクトン－ＳＡＮ（有機合成ヘクトライト、構造式：［（Ｍｇ_２．６７Ｌｉ_０．３３）（Ｓｉ_４Ｏ_１０）（ＯＨ）_２］［（Ｃ_１８Ｈ_３７）_２（ＣＨ_３）_２Ｎ］_０．３３、陽イオン交換容量：１０５ｍｅｑ／１００ｇ、長さ：３００ｎｍ、幅：３～５ｎｍ、インターカレーション：［ＣＨ_３（ＣＨ_２）_１７］_２Ｎ^＋（ＣＨ_３）_２）及びスメクトン－ＳＥＮ（有機合成ヘクトライト、陽イオン交換容量：１０５ｍｅｑ／１００ｇ、長さ：３００ｎｍ、幅：３～５ｎｍ、層間距離：２．４５ｎｍ、インターカレーション：（Ｃ_８Ｈ_１７）_３Ｎ^＋ＣＨ_３）はクニミネ工業株式会社、ＳｉＯ_２は日本アエロジル株式会社より購入した。　　

（２）分散液と改変フィブロイン複合体（フィルム）の調製

　上記精製工程で得られた改変フィブロイン（改変クモ糸フィブロイン）粉末（ＰＲＴ７９９）と、層状ケイ酸塩鉱物として塩化ジポリオキシエチレンヤシアルキルメチルアンモニウムで修飾された有機化スメクタイト（スメクトン－ＳＥＮ、クニミネ工業株式会社製）を混合し、混合粉末を得た。有機化スメクタイト含有量は、改変フィブロインに対してそれぞれ１重量％及び３重量％とした。上記混合粉末１．５ｇにＤＭＳＯ１０ｍｌ（１１ｇ）を溶媒として添加し、８０℃で６時間混合攪拌して分散液（ドープ液）を調製した。調製した分散液をポリエチレンテレフタラート基盤上にキャストし、ドクターブレード（ＢＥＶＳ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｃｏ．ＬＴＤ）を用いて成膜し、７０℃で１２時間乾燥させ、厚さ５０μｍのフィルムを形成させた。さらにフィルムを水浴中に３０分含浸し、水を交換して再度３０分含浸した。この操作を繰り返し、計９０分間フィルムを水浴中に含浸して脱溶媒を行った。３０℃、相対湿度６０％の恒温恒湿槽中で３時間静置し平衡化した（実施例６）。　

ケイ酸塩である二酸化ケイ素（ＡＥＲＯＳＩＬ（登録商標）３００、比表面積３００ｍ^２／ｇ、日本アエロジル株式会社製）を使用し、改変フィブロインに対する含有量を３重量％とした他は、実施例６と同様の手順で二酸化ケイ素と複合化させたフィルムを調製した（実施例７）。　

コントロールとして、層状ケイ酸塩鉱物を添加しなかった以外は、実施例６と同様にして改変フィブロインのみを含有するフィルムを調製した（比較例６）。　

さらに、固体ＮＭＲ用の固体ＮＭＲ用のサンプルとして、層状ケイ酸塩鉱物としてカオリナイト（林化成株式会社製）を使用し、改変フィブロインに対する含有量を３重量％とした他は、実施例６と同様の手順でフィルムを調製した（実施例８）。　

固体ＮＭＲ用の比較例として、上記の改変フィブロインのみを含有するコントロールフィルムをメタノール中で含浸処理したフィルムを調製した（比較例７）。　

（３）改変フィブロイン複合体の物性評価

（３－１）動的粘弾性特性の測定

　上記（２）で得られた複合体（フィルム）の物性を以下の方法で測定した。温度３０℃、相対湿度４０％に設定したＤＭＡＱ８００（ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製）の装置内にフィルムを１時間静置した。その後、相対湿度を２％／ｍｉｎの速度で４０～９０％まで昇湿させ、１Ｈｚの正弦ひずみをかけて動的粘弾性特性（貯蔵弾性率、損失弾性率及び損失正接）を測定した。図８に測定した貯蔵弾性率及び損失弾性のグラフを示した。表９に温度３０℃、相対湿度４０％の環境下での改変フィブロイン複合体の貯蔵弾性率の値、及び相対湿度に対する貯蔵弾性率の転移点の値を示した。　

相対湿度に対する貯蔵弾性率の転移点は、改変フィブロイン複合体に変形が生じた際の相対湿度の値に相当する。値の算出は、貯蔵弾性率の曲線のオンセット値として算出した。　　

　表９と図８に示したとおり、層状ケイ酸塩鉱物である有機スメクタイトと複合化された改変フィブロイン複合体（実施例６と７）及びケイ酸塩である二酸化ケイ素と複合化された改変フィブロイン複合体（実施例８）では、複合化されていない改変フィブロインフィルム（比較例６）と比較して、同一温度同一相対湿度において弾性率が向上したことに加えて、より高湿度下でより高い弾性率を維持した。層状ケイ酸塩鉱物又はケイ酸塩と複合化させることで、耐湿性が向上したことが確認された。　

（３－２）固体核磁気共鳴の測定

　上記（２）で得られた複合体（フィルム）を冷凍粉砕機（ＪＦＣ－３００、日本分析工業株式会社製）で粉砕して粉末状にし、測定試料とした。固体核磁気共鳴の測定は、核磁気共鳴装置（Ａｄｖａｎｃｅ　ＩＩＩ　５００ＭＨｚ、ＢＲＵＫＥＲ　ＡＮＡＬＹＴＩＫ社）を用いて行った。測定方法は１３Ｃ　ＣＰ－ＭＡＳとし、測定条件は、周波数１０ｋＨｚ、取得時間２７μｓ、緩和時間３ｓ及び積算回数８，０００回とした。測定データのフーリエ変換と解析は、同社のＴｏｐＳｐｉｎ（商標）を用いて行った。測定結果を表１０及び図９に示した。　

なお、表１０の値はαヘリックス構造に対するβシート構造の比であり、数値が大きいほどβシート構造の割合が大きいことを示す。改変フィブロイン中のアラニン残基のβ位の炭素（Ｃ）由来のピーク位置は二次構造変化により変化し、βシート構造では２１ｐｐｍ付近、αヘリックス構造では１６ｐｐｍ付近に出現する。値の算出は、αヘリックス構造に帰属される２０．２ｐｐｍにピークをもつスペクトルの強度及びβシート構造に帰属される１６．３ｐｐｍにピークをもつスペクトルの強度を算出し、これらの強度比をとって算出した。以下に算出式を示した。

式：（βシート構造に帰属されるスペクトルの強度）／（αヘリックス構造に帰属されるスペクトルの強度）＝Ｉ_β（２０．２ｐｐｍ）／Ｉα（１６．３ｐｐｍ）　　

図９に示したとおり、層状ケイ酸塩鉱物（有機スメクタイト）と複合化された改変フィブロイン複合体では、複合化されていない改変フィブロインフィルムと比較して、αヘリックス構造に帰属されるピークが減少し、βシート構造に帰属されるピークが増大していることが確認された。層状ケイ酸塩鉱物が改変フィブロインの結晶核剤として作用したことが示唆された。なお、測定したフィルムの改変フィブロインに対する層状ケイ酸塩鉱物の含有量は、いずれも３重量％とした。　

〔４．ポリマークレイハイブリッドとの改変フィブロイン複合体（フィルム）の製造〕

（４－１）層状ケイ酸塩鉱物への有機化合物のインターカレーション

　層状ケイ酸塩鉱物の剥離性を向上させるため、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ，Ｖｏｌ．８，Ｎｏ．５，１１７９－１１８４，Ｍａｙ　１９９３に基づき、以下の手順で有機層状ケイ酸塩鉱物である、ポリアミド系ポリマークレイハイブリッド（ナイロン６クレイハイブリッド）の合成とキャラクタリゼーションを行なった。　

（１）モンモリロナイトの陽イオン交換

　層状ケイ酸塩鉱物として、クニミネ工業株式会社製のクニピア－Ｆ（モンモリロナイトを主成分とするベントナイト、陽イオン交換容量：１０５ｍｅｑ／１００ｇ、長さ：３００ｎｍ、幅：３～５ｎｍ、インターカレーション：Ｎａ^＋）（以降、ＭＭＴと称する）を用いた。ＭＭＴ１ｇと純水１００ｍｌをビーカーに加え、１００℃で一晩分散させた。別のビーカーに、１２－アミノラウリン酸（１２－ＡＬＡ）（クニピア－Ｆの２倍の陽イオン交換容量）、濃塩酸０．２５ｍｌ、及び純水５０ｍｌを加えて加熱した。クニピア－Ｆの分散液に１２－ＡＬＡの溶液を加え、６０℃で６時間攪拌した。これを遠心分離して得られた生成物をそれぞれ５０ｍｌの熱水で３回洗浄し、８０℃の真空オーブン中で一晩乾燥させ、生成物（１２－ＭＭＴ）を得た。　

（２）ナイロン６クレイハイブリッドの合成

（１）で得られた生成物（１２－ＭＭＴ）１ｇとε－カプロラクタム１０ｇを乳鉢に加えて乳棒で混合し、窒素雰囲気下の２５ｍｌのシュレンク管に設置した。混合物を３０分間攪拌しながらオイルバス中で１００℃に加熱し、続いて２５０℃で６時間加熱した。生成物を機械的に粉砕し、８０℃の水で１時間洗浄し、８０℃で一晩乾燥させ、ナイロン６クレイハイブリッド（ＮＣＨ）を得た。　

（３）ＸＲＤ分析によるキャラクタリゼーション

　上記で得られたＮＣＨを、粉末ＸＲＤ用のガラスプレート上に平らに静置し、Ｘ線回折計（Ｒｉｇａｋｕ　Ｓｍａｒｔｌａｂ）を用いて分析した。測定条件は、反射配置、ＣｕＫα放射（波長１．５４２Å、４０ｋＶ、３０ｍＡ）、スキャン速度１．００°／ｍｉｎ、ステップサイズ０．０２°とした。得られたＸＲＤパターンを図１１と図１２に示した。　

図１１に示したＸＲＤパターンより、反応前のモンモリロナイト（ＭＭＴ）に比べ、陽イオン交換後の１２－ＭＭＴでは、層間距離が増加したことが確認された。さらに、図１２に示したＸＲＤパターンより、モンモリロナイトの層間にナイロン６をインターカレーションさせたＮＣＨにおいては、層間距離が大幅に増大し、剥離性が向上したことが示された。さらに、ポリアミド系ポリマークレイハイブリッド（ナイロン６クレイハイブリッド）としたことで、溶媒（ギ酸）に対する分散性の向上も期待される。　

（４）フィラーの分散性評価

　上記で得られたナイロン６クレイハイブリッド（ＮＣＨ）と、有機修飾前のクニピア－Ｆ（ＭＭＴ）の有機溶媒への分散性を評価した。上記精製工程で得られた改変フィブロイン（ＰＲＴ７９９）粉末とギ酸８ｇを混合し、２０質量％の改変フィブロイン溶液とした。この溶液にナイロン６クレイハイブリッド（ＮＣＨ）又はクニピア－Ｆ（ＭＭＴ）を添加し、６時間攪拌してドープ液（分散液）を調製した。ドープ液におけるＮＣＨ及びＭＭＴの最終濃度は、改変フィブロインに対しそれぞれ３．０質量％とした（実施例９及び試験例１）。調製した各分散液のフィラーの分散性を表１６に示した。分散液の分散性の評価は、３時間静置後もフィラーが沈降せず分散液が透明なものを良分散（○）、３時間静置後もフィラーが沈降しないが分散液が混濁しているものを濁分散（△）、３時間静置後フィラーが沈降したものを貧分散（×）として評価した。　

表１６に示した通り、有機修飾前のクニピア－Ｆ（ＭＭＴ）の分散液では、３時間静置後フィラーが沈降したのに対し（試験例１）、ナイロン６クレイハイブリッド（ＮＣＨ）の分散液では、一晩経過後もフィラーが沈降せず、極めて安定した分散性を示した（実施例９）。　

（４－２）改変フィブロイン複合体（フィルム）の製造

　上記精製工程で得られた改変フィブロイン（ＰＲＴ７９９）粉末とギ酸を混合し、２０質量％の改変フィブロイン溶液とした。この溶液に上記で得られたＮＣＨを添加し、６時間攪拌してドープ液（分散液）を調製した。各ドープ液の改変フィブロインに対するＮＣＨの最終濃度は、それぞれ０．５質量％、１．０質量％及び３．０質量％とした（実施例１０～１２）。各ドープ液をガラス基板上に流延し、ドクターブレードを用いて膜厚を調整し、一晩自然乾燥させた後、純水で３回洗浄した。得られたフィルムは厚さ約２００マイクロメートルであった。　

コントロールとして、層状ケイ酸塩鉱物（ポリアミド系ポリマークレイハイブリッド）を添加しなかった以外は、実施例１０～１２と同様にして改変フィブロインのみを含有するフィルムを調製した（比較例８）。　

（４－３）改変フィブロイン複合体（フィルム）の物性評価

　上記（４－２）で得られた複合体（フィルム）の物性は、（３－１）と同様の手順で測定した。表１７に温度３０℃、相対湿度４０％の環境下での改変フィブロイン複合体の貯蔵弾性率、引張強度、破断及び伸度の値、並びに相対湿度に対する貯蔵弾性率の転移点の値を示した。　

表１７に示したとおり、有機層状ケイ酸塩鉱物であるポリアミド系ポリマークレイハイブリッド（ナイロン６クレイハイブリッド）と複合化された改変フィブロイン複合体（実施例１０～１２）では、複合化されていない改変フィブロインフィルム（比較例８）と比較して、同一温度同一相対湿度において弾性率が向上したことに加えて、より高湿度下でより高い弾性率が維持された。さらに、引張強度と破断伸度の向上も認められた。改変フィブロインを層状ケイ酸塩鉱物と複合化させることで、耐湿性が向上したことが確認された。　

［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重量％）に、改変フィブロイン（ＰＲＴ７９９）の凍結乾燥粉末を、濃度２４重量％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重量％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１１に示す。　　

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重量％）に、改変フィブロインの凍結乾燥粉末を、濃度２４重量％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重量％メタノール凝固浴槽中へ吐出させた。吐出温度は６０℃であった。凝固後、得られた原糸を巻き取り、自然乾燥させて改変フィブロイン繊維（原料繊維）を得た。　

比較のため、原料繊維として、市販されているウール繊維、コットン繊維、テンセル繊維、レーヨン繊維及びポリエステル繊維を用意した。　

各原料繊維を使用して、横編機を使用した横編みで編地をそれぞれ製造した。ＰＲＴ９１８繊維又はＰＲＴ７９９繊維を使用した編地の太さ及びゲージ数を表１２に示すとおりである。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。　　

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１０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１０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１３に示す。　　

表１３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重量％）に、改変フィブロインの凍結乾燥粉末を、濃度２４重量％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。　

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１４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。　　

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／ｍ^２）

保温性指数の算出結果を表１５に示す。保温性指数が高いほど、保温性に優れる材料と評価することができる。　　

表１５に示すとおり、改変フィブロイン（ＰＲＴ９６６及びＰＲＴ７９９）は、既存の材料と比べて、保温性指数が高く、保温性に優れていることが分かる。　

参考例１～３に示したとおり、改変フィブロインが改変クモ糸フィブロインであると、保温性、吸湿発熱性及び／又は難燃性がより優れるものとすることができる。改変クモ糸フィブロインを用いて複合体とすることで、保温性、吸湿発熱性及び／又は難燃性により優れ、かつ耐湿性に極めて優れた複合体を得ることができる。

Claims

改変フィブロインと、ケイ酸塩及び／又はケイ酸塩鉱物と、有機溶媒と、を含む、分散液。
前記ケイ酸塩及び前記ケイ酸塩鉱物の合計含有量が、前記改変フィブロインに対して０．０１重量％～７重量％である、請求項１に記載の分散液。
前記ケイ酸塩鉱物が、スメクタイト、ベントナイト又はカオリナイトであり、前記ケイ酸塩が二酸化ケイ素である、請求項１又は２に記載の分散液。
前記ケイ酸塩鉱物が、有機層状ケイ酸塩鉱物である、請求項１～３のいずれか一項に記載の分散液。
前記有機層状ケイ酸塩鉱物が、有機スメクタイト及び有機ベントナイトからなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１～４のいずれか一項に記載の分散液。
改変フィブロインを含む、ケイ酸塩及び／又はケイ酸塩鉱物を有機溶媒に分散させるための分散助剤。
改変フィブロインとケイ酸塩及び／又は有機層状ケイ酸塩鉱物とを含み、繊維、フィルム、ゲル又は多孔質体である、改変フィブロイン複合体。
前記ケイ酸塩及び／又は前記有機層状ケイ酸塩鉱物の含有量が、前記改変フィブロインに対して０．０１重量％～７重量％である、請求項７に記載の改変フィブロイン複合体。
前記有機層状ケイ酸塩鉱物が、有機スメクタイト及び有機ベントナイトからなる群より選択される少なくとも１種であり、前記ケイ酸塩が二酸化ケイ素である、請求項７又は８に記載の改変フィブロイン複合体。
前記有機スメクタイトが、有機モンモリロナイト及び有機ヘクトライトからなる群より選択される少なくとも１種である、請求項７～９のいずれか一項に記載の改変フィブロイン複合体。
前記複合体が、繊維又はフィルムである、請求項７～１０のいずれか一項に記載の改変フィブロイン複合体。
改変フィブロインとケイ酸塩及び／又はケイ酸塩鉱物とを含む改変フィブロイン複合体の製造方法であって、前記改変フィブロインと前記ケイ酸塩及び／又は前記ケイ酸塩鉱物と有機溶媒と、を含む分散液から前記有機溶媒を除去する工程を含む、改変フィブロイン複合体の製造方法。
前記ケイ酸塩が二酸化ケイ素であり、前記ケイ酸塩鉱物がスメクタイト、ベントナイト及びカオリナイトから選択される少なくとも１種である、請求項１２に記載の改変フィブロイン複合体の製造方法。
前記ケイ酸塩鉱物が有機層状ケイ酸塩鉱物である、請求項１２又は１３に記載の改変フィブロイン複合体の製造方法。
前記有機層状ケイ酸塩鉱物が有機スメクタイト及び有機ベントナイトからなる群より選択される少なくとも１種である、請求項１２～１４のいずれか一項に記載の改変フィブロイン複合体の製造方法。