(57)【要約】  エステル化されたタンパク質を含む原料組成物を、酸性又は塩基性の媒体に接触させて、エステル基を加水分解する工程を備える、タンパク質組成物の製造方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
エステル化されたタンパク質を含む原料組成物を、酸性又は塩基性の媒体に接触させて、エステル基を加水分解する工程を備える、タンパク質組成物の製造方法。
【請求項２】
前記媒体が水分を含む媒体であり、前記水分を含む媒体が４０℃以上１８０℃以下である、請求項１に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項３】
前記水分を含む媒体が水溶液又は水蒸気である、請求項２に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項４】
前記水分を含む媒体が水溶液であり、前記水溶液の温度が４０℃以上沸点以下である、請求項３に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項５】
前記水溶液がｐＨ１２以下の塩基性水溶液である、請求項４に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項６】
前記タンパク質が構造タンパク質である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項７】
前記構造タンパク質がフィブロインである、請求項６に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項８】
前記フィブロインがクモ糸フィブロインである、請求項７に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項９】
前記エステル化されたタンパク質が、ギ酸エステルを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項１０】
前記原料組成物が、繊維、フィルム、モールド成形体、ゲル、多孔質体及びパーティクルからなる群から選択される少なくとも一種である、請求項１〜９のいずれか一項に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項１１】
前記原料組成物が繊維であり、前記水分を含む媒体が水溶液であり、前記繊維を前記水溶液に接触させて捲縮させる捲縮工程をさらに備える、請求項１０に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項１２】
前記原料組成物が繊維であり、前記水分を含む媒体が水溶液であり、前記繊維を前記水溶液に接触させて防縮させる防縮工程をさらに備える、請求項１０に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項１３】
前記原料組成物が繊維であり、前記繊維がカセ状である、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項１４】
前記原料組成物が繊維であり、前記繊維が生地状である、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項１５】
エステル化されたタンパク質と、酸又は塩基とを含む原料組成物を、水蒸気に接触させて、エステル基を加水分解する工程を備える、タンパク質組成物の製造方法。
【請求項１６】
タンパク質を含み、エステル基の加水分解履歴を有する、タンパク質組成物。
【請求項１７】
前記加水分解履歴が、酸性又は塩基性の、水分を含む媒体に接触させることでエステル基を加水分解させた履歴であり、
前記水分を含む媒体が４０℃以上１８０℃以下である、請求項１６に記載のタンパク質組成物。
【請求項１８】
前記エステル基がギ酸エステルに含まれる、請求項１６又は１７に記載のタンパク質組成物。
【請求項１９】
不可逆的に収縮された収縮履歴を更に有する、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載のタンパク質組成物。
【請求項２０】
前記タンパク質が構造タンパク質である、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載のタンパク質組成物。
【請求項２１】
前記構造タンパク質がクモ糸フィブロイン、シルクフィブロイン、ケラチン、コラーゲン及びエラスチンからなる群から選択される少なくとも一種である、請求項２０に記載のタンパク質組成物。
【請求項２２】
前記構造タンパク質がクモ糸フィブロインである、請求項２１に記載のタンパク質組成物。
【請求項２３】
タンパク質繊維である、請求項１６〜２２のいずれか一項に記載のタンパク質組成物。
【請求項２４】
タンパク質繊維であり、
下記式（１）で定義される収縮率が−５％〜＋５％である、請求項２３に記載のタンパク質組成物。
式（１）：収縮率＝｛１−（湿潤状態から乾燥させた際のタンパク質繊維の長さ／湿潤状態にする前のタンパク質繊維の長さ）｝×１００［％］
【請求項２５】
エステル化されたタンパク質を含む原料組成物を、酸性又は塩基性の、水分を含む媒体に接触させる工程を備える、エステル基除去方法。
【請求項２６】
前記原料組成物が繊維、フィルム、モールド成形体、ゲル、多孔質体及びパーティクルからなる群から選択される少なくとも一種である、請求項２５に記載のエステル基除去方法。
【請求項２７】
前記タンパク質が構造タンパク質である、請求項２５又は２６に記載のエステル基除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンパク質組成物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ギ酸等の酸を使用して紡糸する方法が広く知られている。例えば特許文献１には、構造ポリペプチドを含む生物的試料を酸で処理する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００４−５０３２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らは、ギ酸等のカルボン酸を溶媒としたドープ液（紡糸原液）を使用して製造したタンパク質繊維は、紡糸する過程でタンパク質中の水酸基とカルボン酸との脱水縮合反応により、エステル基が形成されることを見いだした。本発明者らは更に、このようにして得られたタンパク質繊維は、タンパク質表面又は内部に微量に残留したギ酸等のカルボン酸を触媒として、タンパク質に付加されたエステル基の加水分解が進行し、カルボン酸が遊離することがあり、遊離したカルボン酸が、悪臭等の原因となることを見いだした。本発明は、このような本発明者らが新規に見いだした課題を解決しようとするものである。【０００５】
すなわち、本発明は、タンパク質中に含まれるエステル基が除去又は低減されたタンパク質組成物及びその製造方法、並びにエステル基除去方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、例えば、以下の各発明に関する。
［１］
エステル化されたタンパク質を含む原料組成物を、酸性又は塩基性の媒体に接触させて、エステル基を加水分解する工程を備える、タンパク質組成物の製造方法。
［２］
上記媒体が水分を含む媒体であり、上記水分を含む媒体が４０℃以上１８０℃以下である、［１］に記載のタンパク質組成物の製造方法。
［３］
上記水分を含む媒体が水溶液又は水蒸気である、［２］に記載のタンパク質組成物の製造方法。
［４］
上記水分を含む媒体が水溶液であり、上記水溶液の温度が４０℃以上沸点以下である、［３］に記載のタンパク質組成物の製造方法。
［５］
上記水溶液がｐＨ１２以下の塩基性水溶液である、［４］に記載のタンパク質組成物の製造方法。
［６］
上記タンパク質が構造タンパク質である、［１］〜［５］のいずれかに記載のタンパク質組成物の製造方法。
［７］
上記構造タンパク質がフィブロインである、［６］に記載のタンパク質組成物の製造方法。
［８］
上記フィブロインがクモ糸フィブロインである、［７］に記載のタンパク質組成物の製造方法。
［９］
上記エステル化されたタンパク質が、ギ酸エステルを含む、［１］〜［８］のいずれかに記載のタンパク質組成物の製造方法。
［１０］
上記原料組成物が、繊維、フィルム、モールド成形体、ゲル、多孔質体及びパーティクルからなる群から選択される少なくとも一種である、［１］〜［９］のいずれかに記載のタンパク質組成物の製造方法。
［１１］
上記原料組成物が繊維であり、上記水分を含む媒体が水溶液であり、上記繊維を上記水溶液に接触させて捲縮させる捲縮工程をさらに備える、［１０］に記載のタンパク質組成物の製造方法。
［１２］
上記原料組成物が繊維であり、上記水分を含む媒体が水溶液であり、上記繊維を上記水溶液に接触させて防縮させる防縮工程をさらに備える、［１０］に記載のタンパク質組成物の製造方法。
［１３］
上記原料組成物が繊維であり、上記繊維がカセ状である、［１０］〜［１２］のいずれかに記載のタンパク質組成物の製造方法。
［１４］
上記原料組成物が繊維であり、上記繊維が生地状である、［１０］〜［１２］のいずれかに記載のタンパク質組成物の製造方法。
［１５］
エステル化されたタンパク質と、酸又は塩基とを含む原料組成物を、水蒸気に接触させて、エステル基を加水分解する工程を備える、タンパク質組成物の製造方法。
［１６］
タンパク質を含み、エステル基の加水分解履歴を有する、タンパク質組成物。
［１７］
上記加水分解履歴が、酸性又は塩基性の、水分を含む媒体に接触させることでエステル基を加水分解させた履歴であり、
上記水分を含む媒体が４０℃以上１８０℃以下である、［１６］に記載のタンパク質組成物。
［１８］
上記エステル基がギ酸エステルに含まれる、［１６］又は［１７］に記載のタンパク質組成物。
［１９］
不可逆的に収縮された収縮履歴を更に有する、［１６］〜［１８］のいずれかに記載のタンパク質組成物。
［２０］
上記タンパク質が構造タンパク質である、［１６］〜［１９］のいずれかに記載のタンパク質組成物。
［２１］
上記構造タンパク質がクモ糸フィブロイン、シルクフィブロイン、ケラチン、コラーゲン及びエラスチンからなる群から選択される少なくとも一種である、［２０］に記載のタンパク質組成物。
［２２］
上記構造タンパク質がクモ糸フィブロインである、［２１］に記載のタンパク質組成物。
［２３］
タンパク質繊維である、［１６］〜［２２］のいずれかに記載のタンパク質組成物。
［２４］
タンパク質繊維であり、
下記式（１）で定義される収縮率が−５％〜＋５％である、［２３］に記載のタンパク質組成物。
式（１）：収縮率＝｛１−（湿潤状態から乾燥させた際のタンパク質繊維の長さ／湿潤状態にする前のタンパク質繊維の長さ）｝×１００［％］
［２５］
エステル化されたタンパク質を含む原料組成物を、酸性又は塩基性の、水分を含む媒体に接触させる工程を備える、エステル基除去方法。
［２６］
上記原料組成物が繊維、フィルム、モールド成形体、ゲル、多孔質体及びパーティクルからなる群から選択される少なくとも一種である、請求項２５に記載のエステル基除去方法。
［２７］
上記タンパク質が構造タンパク質である、請求項２５又は２６に記載のエステル基除去方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、タンパク質中に含まれるエステル基が除去又は低減されたタンパク質組成物の製造方法、並びにエステル基除去方法が提供される。タンパク質組成物に対してエステル基の加水分解処理を行うことで、タンパク質組成物の防縮処理効果も同時に奏される。すなわち、本発明に係るタンパク質組成物は、エステル基が除去又は低減されると共に、水分と接触させたときの収縮が低減されている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】原料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５】タンパク質繊維を製造するための製造装置の一例を概略的に示す説明図である。
【図６】タンパク質繊維を製造するための製造装置の一例を概略的に示す説明図である。
【図７】タンパク質繊維を製造するための製造装置の一例を概略的に示す説明図である。
【図８】図７中の高温加熱炉に設けられ得る、速度調節手段及び温度調節手段を示す説明図である。
【図９】タンパク質繊維の加水分解処理前後における捲縮状態を確認した写真である。
【図１０】エステル基の残存量を反映した吸光度比（Ｐ１／Ｐ２）をタンパク質繊維と水蒸気との接触日数に対してプロットしたグラフである。Ｐ１：１７２５ｃｍ−１（エステルのＣ＝Ｏに基づくピーク）のピーク高さ。Ｐ２：１４４５ｃｍ−１（タンパク質のアミドＩＩＩに基づくピーク）のピーク高さ。
【図１１】エステル基加水分解処理前後のタンパク質繊維のＦＴ−ＩＲのスペクトル図（１７３０ｃｍ−１：エステルのＣ＝Ｏに基づくピーク）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。ただし、本発明は下記の実施形態に何ら限定されるものではない。
【００１０】
〔タンパク質組成物の製造方法〕
本実施形態に係るタンパク質組成物の製造方法は、エステル化されたタンパク質（エステル基を有するタンパク質）を含む原料組成物を、酸性又は塩基性（アルカリ性）の媒体に接触させて、エステル基を加水分解する工程を備える。
【００１１】
本実施形態において、原料組成物は、繊維（原料繊維）、フィルム（原料フィルム）、モールド成形体（原料モールド成形体）、ゲル（原料ゲル）、多孔質体（原料多孔質体）、及びパーティクル（原料パーティクル）からなる群から選択される少なくとも一種であってよい。
【００１２】
本実施形態において、原料組成物は、エステル化されたタンパク質を含む。本明細書において、「エステル化されたタンパク質」とは、タンパク質の水酸基と、カルボン酸とがエステル結合して形成されたエステル基を含むタンパク質を意味する。エステル化されたタンパク質は、ギ酸エステル、酢酸エステル、プロピオン酸エステル等を含んでいてよく、ギ酸エステルを含んでいることが好ましい。
【００１３】
（タンパク質）
本実施形態に係るタンパク質（以下、「目的とするタンパク質」ということもある。）としては、天然のタンパク質と組換えタンパク質（人造タンパク質）を挙げることができる。また、組換えタンパク質としては、工業規模での製造が可能な任意のタンパク質を挙げることができ、例えば、工業用に利用できるタンパク質、医療用に利用できるタンパク質、構造タンパク質等を挙げることができる。工業用又は医療用に利用できるタンパク質の具体例としては、酵素、制御タンパク質、受容体、ペプチドホルモン、サイトカイン、膜又は輸送タンパク質、予防接種に使用する抗原、ワクチン、抗原結合タンパク質、免疫刺激タンパク質、アレルゲン、完全長抗体又は抗体フラグメント若しくは誘導体を挙げることができる。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。構造タンパク質は、フィブロインであってよい。構造タンパク質の具体例としては、クモ糸フィブロイン、シルクフィブロイン、ケラチン、コラーゲン、エラスチン及びレシリン、並びにこれら由来のタンパク質等を挙げることができる。構造タンパク質は、例えば、後述する改変フィブロインであってよく、保温性、吸湿発熱性及び／又は難燃性に優れ得るという観点から、改変クモ糸フィブロインが好ましい。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
「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。
【００１７】
本明細書において「ドメイン配列」とは、フィブロイン特有の結晶領域（典型的には、アミノ酸配列の（Ａ）ｎモチーフに相当する。）と非晶領域（典型的には、アミノ酸配列のＲＥＰに相当する。）を生じるアミノ酸配列であり、式１：［（Ａ）ｎモチーフ−ＲＥＰ］ｍ、又は式２：［（Ａ）ｎモチーフ−ＲＥＰ］ｍ−（Ａ）ｎモチーフで表されるアミノ酸配列を意味する。ここで、（Ａ）ｎモチーフは、アラニン残基を主とするアミノ酸配列を示し、アミノ酸残基数は２〜２７である。（Ａ）ｎモチーフのアミノ酸残基数は、２〜２０、４〜２７、４〜２０、８〜２０、１０〜２０、４〜１６、８〜１６、又は１０〜１６の整数であってよい。また、（Ａ）ｎモチーフ中の全アミノ酸残基数に対するアラニン残基数の割合は４０％以上であればよく、６０％以上、７０％以上、８０％以上、８３％以上、８５％以上、８６％以上、９０％以上、９５％以上、又は１００％（アラニン残基のみで構成されることを意味する。）であってもよい。ドメイン配列中に複数存在する（Ａ）ｎモチーフは、少なくとも７つがアラニン残基のみで構成されてもよい。ＲＥＰは２〜２００アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示す。ＲＥＰは、１０〜２００アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列であってもよく、１０〜４０、１０〜６０、１０〜８０、１０〜１００、１０〜１２０、１０〜１４０、１０〜１６０、又は１０〜１８０アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列であってもよい。ｍは２〜３００の整数を示し、８〜３００、１０〜３００、２０〜３００、４０〜３００、６０〜３００、８０〜３００、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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）であってもよく、セリシン除去絹（シルク）フィブロイン（いわゆる再生シルクフィブロイン）であってもよい。セリシン除去絹（シルク）フィブロインは、絹フィブロインを覆うセリシン、及びその他の脂肪分などを除去して精製したものである。改変フィブロインとしては、改変クモ糸フィブロインが好ましい。
【００２６】
改変フィブロインの具体的な例として、クモの大瓶状腺で産生される大吐糸管しおり糸タンパク質に由来する改変フィブロイン（第１の改変フィブロイン）、グリシン残基の含有量が低減されたドメイン配列を有する改変フィブロイン（第２の改変フィブロイン）、（Ａ）ｎモチーフの含有量が低減されたドメイン配列を有する改変フィブロイン（第３の改変フィブロイン）、グリシン残基の含有量、及び（Ａ）ｎモチーフの含有量が低減された改変フィブロイン（第４の改変フィブロイン）、局所的に疎水性指標の大きい領域を含むドメイン配列を有する改変フィブロイン（第５の改変フィブロイン）、並びにグルタミン残基の含有量が低減されたドメイン配列を有する改変フィブロイン（第６の改変フィブロイン）が挙げられる。
【００２７】
第１の改変フィブロインとしては、式１：［（Ａ）ｎモチーフ−ＲＥＰ］ｍで表されるドメイン配列を含むタンパク質が挙げられる。第１の改変フィブロインにおいて、（Ａ）ｎモチーフのアミノ酸残基数は、３〜２０の整数が好ましく、４〜２０の整数がより好ましく、８〜２０の整数が更に好ましく、１０〜２０の整数が更により好ましく、４〜１６の整数が更によりまた好ましく、８〜１６の整数が特に好ましく、１０〜１６の整数が最も好ましい。第１の改変フィブロインは、式１中、ＲＥＰを構成するアミノ酸残基の数は、１０〜２００残基であることが好ましく、１０〜１５０残基であることがより好ましく、２０〜１００残基であることが更に好ましく、２０〜７５残基であることが更により好ましい。第１の改変フィブロインは、式１：［（Ａ）ｎモチーフ−ＲＥＰ］ｍで表されるアミノ酸配列中に含まれるグリシン残基、セリン残基及びアラニン残基の合計残基数がアミノ酸残基数全体に対して、４０％以上であることが好ましく、６０％以上であることがより好ましく、７０％以上であることが更に好ましい。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
（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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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、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％）。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
上記の別のアミノ酸残基としては、グリシン残基以外のアミノ酸残基であれば特に制限はないが、バリン（Ｖ）残基、ロイシン（Ｌ）残基、イソロイシン（Ｉ）残基、メチオニン（Ｍ）残基、プロリン（Ｐ）残基、フェニルアラニン（Ｆ）残基及びトリプトファン（Ｗ）残基等の疎水性アミノ酸残基、グルタミン（Ｑ）残基、アスパラギン（Ｎ）残基、セリン（Ｓ）残基、リシン（Ｋ）残基及びグルタミン酸（Ｅ）残基等の親水性アミノ酸残基が好ましく、バリン（Ｖ）残基、ロイシン（Ｌ）残基、イソロイシン（Ｉ）残基、フェニルアラニン（Ｆ）残基及びグルタミン（Ｑ）残基がより好ましく、グルタミン（Ｑ）残基が更に好ましい。
【００４３】
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。
【００４４】
（２−ｉ）の改変フィブロインについて説明する。配列番号６で示されるアミノ酸配列は、天然由来のフィブロインに相当する配列番号１０（Ｍｅｔ−ＰＲＴ３１３）で示されるアミノ酸配列のＲＥＰ中の全てのＧＧＸをＧＱＸに置換したものである。配列番号７で示されるアミノ酸配列は、配列番号６で示されるアミノ酸配列から、Ｎ末端側からＣ末端側に向かって２つおきに（Ａ）ｎモチーフを欠失させ、更にＣ末端配列の手前に［（Ａ）ｎモチーフ−ＲＥＰ］を１つ挿入したものである。配列番号８で示されるアミノ酸配列は、配列番号７で示されるアミノ酸配列の各（Ａ）ｎモチーフのＣ末端側に２つのアラニン残基を挿入し、更に一部のグルタミン（Ｑ）残基をセリン（Ｓ）残基に置換し、配列番号７の分子量とほぼ同じとなるようにＣ末端側の一部のアミノ酸を欠失させたものである。配列番号９で示されるアミノ酸配列は、配列番号７で示されるアミノ酸配列中に存在する２０個のドメイン配列の領域（但し、当該領域のＣ末端側の数アミノ酸残基が置換されている。）を４回繰り返した配列のＣ末端に所定のヒンジ配列とＨｉｓタグ配列が付加されたものである。
【００４５】
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。
【００４６】
（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。
【００４７】
（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。
【００４８】
（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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
（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。
【００５７】
（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。
【００５８】
（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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。その結果、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％）。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
（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。
【００７８】
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。
【００７９】
（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。
【００８０】
（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。
【００８１】
（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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
（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。
【００８６】
（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。
【００８７】
（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。
【００８８】
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。
【００８９】
第４の改変フィブロインは、そのドメイン配列が、天然由来のフィブロインと比較して、（Ａ）ｎモチーフの含有量が低減されたことに加え、グリシン残基の含有量が低減されたアミノ酸配列を有するものである。第４の改変フィブロインのドメイン配列は、天然由来のフィブロインと比較して、少なくとも１又は複数の（Ａ）ｎモチーフが欠失したことに加え、更に少なくともＲＥＰ中の１又は複数のグリシン残基が別のアミノ酸残基に置換されたことに相当するアミノ酸配列を有するものということができる。すなわち、第４の改変フィブロインは、上述した第２の改変フィブロインと、第３の改変フィブロインの特徴を併せ持つ改変フィブロインである。具体的な態様等は、第２の改変フィブロイン、及び第３の改変フィブロインで説明したとおりである。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
【表１】
2020067572.tif 000002
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
（５−ｉ）の改変フィブロインについて説明する。配列番号１９で示されるアミノ酸配列は、配列番号７（Ｍｅｔ−ＰＲＴ４１０）で示されるアミノ酸配列に対し、Ｃ末端側の端末のドメイン配列を除いて、ＲＥＰ一つ置きにそれぞれ３アミノ酸残基からなるアミノ酸配列（ＶＬＩ）を２カ所挿入し、更に一部のグルタミン（Ｑ）残基をセリン（Ｓ）残基に置換し、かつＣ末端側の一部のアミノ酸を欠失させたものである。配列番号２０で示されるアミノ酸配列は、配列番号８（Ｍｅｔ−ＰＲＴ５２５）で示されるアミノ酸配列に対し、ＲＥＰ一つ置きにそれぞれ３アミノ酸残基からなるアミノ酸配列（ＶＬＩ）を１カ所挿入したものである。配列番号２１で示されるアミノ酸配列は、配列番号８で示されるアミノ酸配列に対し、ＲＥＰ一つ置きにそれぞれ３アミノ酸残基からなるアミノ酸配列（ＶＬＩ）を２カ所挿入したものである。
【０１０６】
（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。
【０１０７】
（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。
【０１０８】
（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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
（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。
【０１１３】
（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。
【０１１４】
（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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
図３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の改変フィブロインの場合２１／１５０＝１４．０％となる。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
「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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
第６の改変フィブロインのより具体的な例として、（６−ｉ）配列番号２５（Ｍｅｔ−ＰＲＴ８８８）、配列番号２６（Ｍｅｔ−ＰＲＴ９６５）、配列番号２７（Ｍｅｔ−ＰＲＴ８８９）、配列番号２８（Ｍｅｔ−ＰＲＴ９１６）、配列番号２９（Ｍｅｔ−ＰＲＴ９１８）、配列番号３０（Ｍｅｔ−ＰＲＴ６９９）、配列番号３１（Ｍｅｔ−ＰＲＴ６９８）、配列番号３２（Ｍｅｔ−ＰＲＴ９６６）、配列番号４１（Ｍｅｔ−ＰＲＴ９１７）若しくは配列番号４２（Ｍｅｔ−ＰＲＴ１０２８）で示されるアミノ酸配列を含む改変フィブロイン、又は（６−ｉｉ）配列番号２５、配列番号２６、配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１、配列番号３２、配列番号４１若しくは配列番号４２で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む改変フィブロインを挙げることができる。
【０１３２】
（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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
配列番号３２で示されるアミノ酸配列は、配列番号７で示されるアミノ酸配列（Ｍｅｔ−ＰＲＴ４１０）中に存在する２０個のドメイン配列の領域を２回繰り返した配列中のＱＱを全てＶＦに置換し、かつ残りのＱをＩに置換したものである。
【０１３５】
配列番号４１で示されるアミノ酸配列（Ｍｅｔ−ＰＲＴ９１７）は、配列番号７で示されるアミノ酸配列中のＱＱを全てＬＩに置換し、かつ残りのＱをＶに置換したものである。配列番号４２で示されるアミノ酸配列（Ｍｅｔ−ＰＲＴ１０２８）は、配列番号７で示されるアミノ酸配列中のＱＱを全てＩＦに置換し、かつ残りのＱをＴに置換したものである。
【０１３６】
配列番号２５、配列番号２６、配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１、配列番号３２、配列番号４１及び配列番号４２で示されるアミノ酸配列は、いずれもグルタミン残基含有率は９％以下である（表２）。
【０１３７】
【表２】
2020067572.tif 000003
【０１３８】
（６−ｉ）の改変フィブロインは、配列番号２５、配列番号２６、配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１、配列番号３２、配列番号４１又は配列番号４２で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
【０１３９】
（６−ｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号２５、配列番号２６、配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１、配列番号３２、配列番号４１又は配列番号４２で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（６−ｉｉ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）ｎモチーフ−ＲＥＰ］ｍ、又は式２：［（Ａ）ｎモチーフ−ＲＥＰ］ｍ−（Ａ）ｎモチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。
【０１４０】
（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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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）、配列番号４０（ＰＲＴ９６６）、配列番号４３（ＰＲＴ９１７）若しくは配列番号４４（ＰＲＴ１０２８）で示されるアミノ酸配列を含む改変フィブロイン、又は（６−ｉｖ）配列番号３３、配列番号３４、配列番号３５、配列番号３６、配列番号３７、配列番号３８、配列番号３９、配列番号４０、配列番号４３若しくは配列番号４４で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む改変フィブロインを挙げることができる。
【０１４３】
配列番号３３、配列番号３４、配列番号３５、配列番号３６、配列番号３７、配列番号３８、配列番号３９、配列番号４０、配列番号４３及び配列番号４４で示されるアミノ酸配列は、それぞれ配列番号２５、配列番号２６、配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１、配列番号３２、配列番号４１及び配列番号４２で示されるアミノ酸配列のＮ末端に配列番号１１で示されるアミノ酸配列（Ｈｉｓタグ配列及びヒンジ配列を含む）を付加したものである。Ｎ末端にタグ配列を付加しただけであるため、グルタミン残基含有率に変化はなく、配列番号３３、配列番号３４、配列番号３５、配列番号３６、配列番号３７、配列番号３８、配列番号３９、配列番号４０、配列番号４３及び配列番号４４で示されるアミノ酸配列は、いずれもグルタミン残基含有率が９％以下である（表３）。
【０１４４】
【表３】
2020067572.tif 000004
【０１４５】
（６−ｉｉｉ）の改変フィブロインは、配列番号３３、配列番号３４、配列番号３５、配列番号３６、配列番号３７、配列番号３８、配列番号３９、配列番号４０、配列番号４３又は配列番号４４で示されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
【０１４６】
（６−ｉｖ）の改変フィブロインは、配列番号３３、配列番号３４、配列番号３５、配列番号３６、配列番号３７、配列番号３８、配列番号３９、配列番号４０、配列番号４３又は配列番号４４で示されるアミノ酸配列と９０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むものである。（６−ｉｖ）の改変フィブロインもまた、式１：［（Ａ）ｎモチーフ−ＲＥＰ］ｍ、又は式２：［（Ａ）ｎモチーフ−ＲＥＰ］ｍ−（Ａ）ｎモチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質である。上記配列同一性は、９５％以上であることが好ましい。
【０１４７】
（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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
改変フィブロインは、親水性改変フィブロインであってもよく、疎水性改変フィブロインであってもよい。疎水性改変フィブロインとは、改変フィブロインを構成する全てのアミノ酸残基の疎水性指標（ＨＩ）の総和を求め、次にその総和を全アミノ酸残基数で除した値（平均ＨＩ）が０以上である改変フィブロインである。疎水性指標は表１に示したとおりである。また、親水性改変フィブロインとは、上記の平均ＨＩが０未満である改変フィブロインである。
【０１５１】
疎水性改変フィブロインとしては、例えば、上述した第６の改変フィブロインを挙げることができる。疎水性改変フィブロインのより具体的な例としては、配列番号２７、配列番号２８、配列番号２９、配列番号３０、配列番号３１、配列番号３２、配列番号３３又は配列番号４３で示されるアミノ酸配列、配列番号３５、配列番号３７、配列番号３８、配列番号３９、配列番号４０、配列番号４１又は配列番号４４で示されるアミノ酸配列を含む改変フィブロインが挙げられる。
【０１５２】
親水性改変フィブロインとしては、例えば、上述した第１の改変フィブロイン、第２の改変フィブロイン、第３の改変フィブロイン、第４の改変フィブロイン、及び第５の改変フィブロインを挙げることができる。親水性改変フィブロインのより具体的な例としては、配列番号４で示されるアミノ酸配列、配列番号６、配列番号７、配列番号８又は配列番号９で示されるアミノ酸配列、配列番号１３、配列番号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又は配列番号２１で示されるアミノ酸配列を含む改変フィブロインが挙げられる。
【０１５３】
（タンパク質の製造方法）
タンパク質は、例えば、当該タンパク質をコードする核酸配列と、当該核酸配列に作動可能に連結された１又は複数の調節配列とを有する発現ベクターで形質転換された宿主により、当該核酸を発現させることにより生産することができる。
【０１５４】
タンパク質をコードする遺伝子の製造方法は特に制限されない。例えば、天然の構造タンパク質をコードする遺伝子を利用して、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）などで増幅しクローニングする方法、又は、化学的な合成によって、遺伝子を製造することができる。遺伝子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構造タンパク質のアミノ酸配列情報をもとに、ＡＫＴＡ  ｏｌｉｇｏｐｉｌｏｔ  ｐｌｕｓ  １０／１００（ＧＥヘルスケア・ジャパン株式会社）などで自動合成したオリゴヌクレオチドをＰＣＲなどで連結する方法によって遺伝子を化学的に合成することができる。この際に、タンパク質の精製や確認を容易にするため、上記のアミノ酸配列のＮ末端に開始コドン及びＨｉｓ１０タグからなるアミノ酸配列を付加したアミノ酸配列からなるタンパク質、をコードする遺伝子を合成してもよい。
【０１５５】
調節配列は、宿主におけるタンパク質の発現を制御する配列（例えば、プロモーター、エンハンサー、リボソーム結合配列、転写終結配列等）であり、宿主の種類に応じて適宜選択することができる。プロモーターとして、宿主細胞中で機能し、タンパク質を発現誘導可能な誘導性プロモーターを用いても良い。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。
【０１５６】
発現ベクターの種類は、プラスミドベクター、ウイルスベクター、コスミドベクター、フォスミドベクター、人工染色体ベクター等、宿主の種類に応じて適宜選択することができる。発現ベクターとしては、宿主細胞において自立複製が可能、又は宿主の染色体中への組込みが可能で、タンパク質をコードする核酸を転写できる位置にプロモーターを含有しているものが好適に用いられる。
【０１５７】
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。
【０１５８】
原核生物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。
【０１５９】
原核生物を宿主とする場合、組換え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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
真核生物を宿主とする場合、タンパク質をコードする核酸を導入するベクターとしては、例えば、ＹＥＰ１３（ＡＴＣＣ３７１１５）、ＹＥｐ２４（ＡＴＣＣ３７０５１）等を挙げることができる。上記宿主細胞への発現ベクターの導入方法としては、上記宿主細胞へＤＮＡを導入する方法であればいずれも用いることができる。例えば、カルシウムイオンを用いる方法〔Ｐｒｏｃ．  Ｎａｔｌ．  Ａｃａｄ．  Ｓｃｉ．  ＵＳＡ，６９，２１１０  （１９７２）〕、エレクトロポレーション法、スフェロプラスト法、プロトプラスト法、酢酸リチウム法、コンピテント法等を挙げることができる。
【０１６２】
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。
【０１６３】
タンパク質は、例えば、発現ベクターで形質転換された宿主を培養培地中で培養し、培養培地中にタンパク質を生成蓄積させ、該培養培地から採取することにより製造することができる。宿主を培養培地中で培養する方法は、宿主の培養に通常用いられる方法に従って行うことができる。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
発現させたタンパク質の単離、精製は通常用いられている方法で行うことができる。例えば、当該タンパク質が、細胞内に溶解状態で発現した場合には、培養終了後、宿主細胞を遠心分離により回収し、水系緩衝液に懸濁した後、超音波破砕機、フレンチプレス、マントンガウリンホモゲナイザー及びダイノミル等により宿主細胞を破砕し、無細胞抽出液を得る。該無細胞抽出液を遠心分離することにより得られる上清から、タンパク質の単離精製に通常用いられている方法、すなわち、溶媒抽出法、硫安等による塩析法、脱塩法、有機溶媒による沈殿法、ジエチルアミノエチル（ＤＥＡＥ）−セファロース、ＤＩＡＩＯＮ  ＨＰＡ−７５（三菱化成社製）等のレジンを用いた陰イオン交換クロマトグラフィー法、Ｓ−Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ  ＦＦ（Ｐｈａｒｍａｃｉａ社製）等のレジンを用いた陽イオン交換クロマトグラフィー法、ブチルセファロース、フェニルセファロース等のレジンを用いた疎水性クロマトグラフィー法、分子篩を用いたゲルろ過法、アフィニティークロマトグラフィー法、クロマトフォーカシング法、等電点電気泳動等の電気泳動法等の方法を単独又は組み合わせて使用し、精製標品を得ることができる。
【０１６９】
また、タンパク質が細胞内に不溶体を形成して発現した場合は、同様に宿主細胞を回収後、破砕し、遠心分離を行うことにより、沈殿画分としてタンパク質の不溶体を回収する。回収したタンパク質の不溶体は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タンパク質の精製標品を得ることができる。当該タンパク質が細胞外に分泌された場合には、培養上清から当該タンパク質を回収することができる。すなわち、培養物を遠心分離等の手法により処理することにより培養上清を取得し、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。
【０１７０】
（原料組成物の製造方法）
本実施形態において、原料組成物の製造方法は特に限定されず、例えば、以下の各工程を含む方法であってよい。
【０１７１】
［溶解工程］
溶解工程は、タンパク質を溶媒（例えば、ギ酸等のカルボン酸）に溶解してタンパク質溶液を得る工程である。
【０１７２】
溶解工程では、溶解させるタンパク質（以下、「以下、目的タンパク質」ともいう。）として、精製されたタンパク質を用いてもよく、タンパク質（組換えタンパク質）を発現した宿主細胞中のタンパク質を用いてもよい。精製されたタンパク質は、タンパク質を発現した宿主細胞から精製されたタンパク質であってよい。宿主細胞中のタンパク質を目的タンパク質として溶解させる場合、宿主細胞と溶媒とを接触させて、当該宿主細胞中のタンパク質を溶媒に溶解させる。宿主細胞は、目的タンパク質を発現したものであればよく、例えば、無傷の細胞であってもよく、破壊処理等の処理を行った後の細胞であってもよい。また、既に簡単な精製処理を行った細胞であってもよい。
【０１７３】
タンパク質を発現した宿主細胞からタンパク質を精製する方法としては、特に限定されないが、例えば、特許第６０７７５７０号公報及び特許第６０７７５６９号公報に記載されている方法等を用いることができる。
【０１７４】
溶解工程において、溶媒としてギ酸等のカルボン酸を使用した場合、タンパク質中の水酸基と、カルボン酸とが脱水縮合反応することにより、エステル化されたタンパク質が生成される。カルボン酸として、例えば、蟻酸、酢酸、ジクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、イソ酪酸、ペンタン酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、安息香酸等のモノカルボン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘニン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸及びセロプラスチン酸等の飽和脂肪族カルボン酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、エライジン酸、セトレイン酸、エルカ酸、ブラシジン酸、ソルビン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、プロピオール酸及びステアロール酸等の不飽和脂肪族カルボン酸、並びにシュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカニン酸、ブラシリン酸、マレイン酸、フマール酸及びグルタコン酸等のジカルボン酸が使用されうる。カルボン酸は、酸無水物又は酸塩化物の形態をとっていてもよい。
【０１７５】
溶解工程は室温で実施してもよいし、種々の加熱温度に保持して、タンパク質を溶媒に溶解させてもよい。加熱温度の保持時間は、特に限定されないが、１０分以上であってよく、工業的生産を考慮すると、１０〜１２０分が好ましく、１０〜６０分がより好ましく、１０〜３０分がさらに好ましい。加熱温度の保持時間は、タンパク質が十分に溶解し、かつ夾雑物（目的とするタンパク質以外のもの）の溶解が少ない条件で、適宜設定してよい。
【０１７６】
タンパク質を溶解するために添加する溶媒の添加量は、タンパク質を溶解できる量であれば特に限定されない。
【０１７７】
精製されたタンパク質を溶解する場合、溶媒の添加量は、タンパク質（タンパク質を含む乾燥粉末）の重量（ｇ）に対する溶媒の体積（ｍＬ）の比（体積（ｍＬ）／重量（ｇ））として、１〜１００倍であってよく、１〜５０倍であってよく、１〜２５倍であってよく、1〜１０倍であってよく、１〜５倍であってよい。
【０１７８】
タンパク質を発現した宿主細胞中のタンパク質を溶解する場合、溶媒の添加量は、宿主細胞の重量（ｇ）に対する、溶媒（ｍＬ）の比（体積（ｍＬ）／重量（ｇ））として、１〜１００倍であってよく、１〜５０倍であってよく、１〜２５倍であってよく、１〜１０倍であってよく、１〜５倍であってよい。
【０１７９】
溶媒は、無機塩を含んでいてよい。溶媒に無機塩を添加することにより、タンパク質の溶解性を高めることが可能である。
【０１８０】
溶媒に添加し得る無機塩としては、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、アルカリ土類金属硝酸塩、チオシアン酸塩、過塩素酸塩等を挙げることができる。
【０１８１】
アルカリ金属ハロゲン化物としては、例えば、臭化カリウム、臭化ナトリウム、臭化リチウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化セシウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化リチウム等を挙げることができる。
【０１８２】
アルカリ土類金属ハロゲン化物としては、例えば塩化カルシウム、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、臭化カルシウム、ヨウ化マグネシウム、ヨウ化カルシウム等を挙げることができる。
【０１８３】
アルカリ土類金属硝酸塩としては、例えば、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、硝酸ストロンチウム、硝酸バリウム等を挙げることができる。
【０１８４】
チオシアン酸塩としては、例えばチオシアン酸ナトリウム、チオシアン酸アンモニウム、グアニジニウムチオシアナート等を挙げることができる。
【０１８５】
過塩素酸塩としては、例えば過塩素酸アンモニウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸カルシウム、過塩素酸銀、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸マグネシウム等を挙げることができる。
【０１８６】
これらの無機塩は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。
【０１８７】
好適な無機塩として、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が挙げられる。好適な無機塩の具体例としては、塩化リチウム、塩化カルシウム等を挙げることができる。
【０１８８】
無機塩の添加量（含有量）は、溶媒の全質量に対して、０．５質量％以上１０質量％以下、又は０．５質量％以上５質量％以下であってよい。
【０１８９】
タンパク質溶液は、必要により、不溶物を除去されてよい。つまり、原料組成物の製造方法は、溶解工程後に、必要に応じて、タンパク質溶液から不溶物を除去する工程を含んでいてよい。タンパク質溶液から、不溶物を除去する方法としては、遠心分離、ドラムフィルター、プレスフィルター等のフィルターろ過等、一般的な方法が挙げられる。フィルターろ過による場合、セライト、珪藻土等のろ過助剤及びプリコート剤等を併用することにより、タンパク質溶液から不溶物をより効率的に除去することができる。
【０１９０】
タンパク質溶液は、タンパク質とこれを溶解している溶媒（溶解用溶媒）とを含んでいる。タンパク質溶液は、溶解工程において、タンパク質と共に含まれていた夾雑物を含み得る。タンパク質溶液は、原料組成物の成形用溶液であってよい。
【０１９１】
タンパク質溶液中のタンパク質の含有量は、タンパク質溶液全量に対して、５質量％以上３５質量％以下、５質量％以上５０質量％以下、１０質量％以上４０質量％以下又は１５質量％以上３５質量％以下であってよい。
【０１９２】
エステル基が付加されたタンパク質が生成される方法は、特に限定されず、上述の溶解工程において、溶媒としてギ酸等のカルボン酸を使用することにより、生成される方法であってもよく、上述の溶解工程において生成される方法以外の方法であってもよい。このような方法としては、例えば、セリン、チロシン、スレオニン等の水酸基を有するタンパク質に、カルボン酸、酸無水物、及び酸塩化物からなる群から選択される少なくとも一種を反応させる工程において生成される方法であってもよい。
【０１９３】
［成形工程］
成形工程は、タンパク質溶液を用いて、原料組成物を成形する工程である。原料組成物の形状としては、特に限定されないが、例えば、繊維、フィルム、モールド成形体、ゲル、多孔質体、パーティクル等を挙げることができる。
【０１９４】
タンパク質溶液は、成形する原料組成物の用途に応じてタンパク質の濃度及び粘度を調整することが好ましい。
【０１９５】
タンパク質溶液中のタンパク質の濃度を調整する方法としては、特に限定されないが、例えば、蒸留により溶媒を揮発させることにより、タンパク質濃度を高める方法、溶解工程でタンパク質濃度の高いものを使用する方法、又は溶媒の添加量をタンパク質の量に対し、少なくする方法等が挙げられる。
【０１９６】
紡糸に適した粘度は一般に４０℃で１０００〜５０，０００ｃＰ（センチポイズ）であり、粘度は、例えば京都電子工業社製の商品名“ＥＭＳ粘度計”を使用して測定できる。タンパク質溶液の粘度が、上記の範囲内にない場合には紡糸できる粘度にタンパク質溶液の粘度を調整してもよい。粘度の調整には、上述した方法等を用いることができる。溶媒は、上記例示した好適な無機塩を含んでいてもよい。
【０１９７】
上記成形する原料組成物が原料（原料繊維）である場合、必要により、タンパク質溶液中のタンパク質含有量（濃度）を、紡糸が可能な濃度及び粘度に調整してよい。タンパク質の濃度及び粘度を調整する方法は特に限定されない。また、紡糸方法としては、湿式紡糸等が挙げられる。紡糸に適した濃度及び粘度に調整されたタンパク質溶液をドープ液として、凝固液に付与すると、タンパク質が凝固する。この際、タンパク質溶液を糸状の液体として凝固液に付与することで、タンパク質が糸状に凝固し、糸（未延伸糸）が形成できる。未延伸糸の形成は、例えば特許第５５８４９３２号公報に記載されている方法に準じて行うことができる。
【０１９８】
以下、湿式紡糸の例を示すが、紡糸の方法は特に限定されず、乾湿式紡糸等であってよい。
【０１９９】
湿式紡糸−延伸
（ａ）湿式紡糸
凝固液は、脱溶媒できる溶液であればよい。凝固液はメタノール、エタノール、２−プロパノール等の炭素数１〜５の低級アルコール又はアセトンを使用するのが好ましい。凝固液は、水を含んでいてもよい。凝固液の温度は、紡糸の安定性の観点から、５〜３０℃が好ましい。
【０２００】
タンパク質溶液を糸状の液体として付与する方法は、特に限定されないが、例えば紡糸用の口金から脱溶媒槽の凝固液に押し出す（吐出する）方法が挙げられる。タンパク質が凝固することにより未延伸糸が得られる。タンパク質溶液を凝固液に押し出す（吐出する）場合の押出し（吐出）速度は、口金の直径及びタンパク質溶液の粘度等に応じて適宜設定できるが、例えば、直径０．１〜０．６ｍｍのノズルを有するシリンジポンプの場合、紡糸の安定性の観点から、押し出し（吐出）速度は１ホール当たり、０．２〜６．０ｍＬ／ｈであってよく、１ホール当たり、１．４〜４．０ｍＬ／ｈであってよい。凝固液を入れる脱溶媒槽（凝固液槽）の長さは特に限定されないが、例えば長さは２００〜５００ｍｍであってよい。タンパク質の凝固により形成された未延伸糸の引き取り速度は例えば１〜１４ｍ／ｍｉｎ、滞留時間は例えば０．０１〜０．１５ｍｉｎであってよい。未延伸糸の引き取り速度は、脱溶媒の効率の観点から、１〜３ｍ／ｍｉｎであってよい。タンパク質の凝固により形成された未延伸糸は、さらに凝固液において延伸（前延伸）をしてもよいが、凝固液に用いる低級アルコールの蒸発を抑える観点から、凝固液を低温に維持し、未延伸糸の状態で凝固液から引き取ってもよい。
【０２０１】
（ｂ）延伸
上述する方法で得られた未延伸糸を、さらに延伸する工程を含むこともできる。延伸は一段延伸でもよいし、２段以上の多段延伸でもよい。多段で延伸すると、分子を多段で配向させ、トータル延伸倍率も高くすることができるため、タフネスの高い繊維の製造に適している。
【０２０２】
原料組成物がフィルム（原料フィルム）である場合は、必要により、タンパク質溶液をフィルム化が可能な濃度及び粘度に調整してよい。原料組成物をフィルム化する方法としては、特に限定されないが、タンパク質溶液を溶媒に耐性のある平板に所定の厚さに塗布して、塗膜を形成させ、塗膜から溶媒を除去することで、所定の厚さのフィルムを得る方法等が挙げられる。
【０２０３】
所定の厚さのフィルムを形成する方法としては、例えばキャスト法が挙げられる。キャスト法によりフィルムを形成する場合には、平板に、タンパク質溶液をドクターコート、ナイフコーター等の冶具を用いて数ミクロン以上の厚さにキャストしてキャスト膜を形成し、その後減圧乾燥又は脱溶媒槽への浸漬により溶媒を脱離することにより原料フィルム（ポリペプチドフィルム）を得ることができる。原料フィルムの形成は、特許第５６７８２８３号公報に記載されている方法に準じて行うことができる。
【０２０４】
原料組成物がモールド成形体（原料モールド成形体）である場合、原料モールド成形体を形成する方法は、特に限定されない。例えば、乾燥タンパク質粉末を加圧成形機導入した後、ハンドプレス機等を用いて加圧及び加熱を行うことで、乾燥タンパク質粉末が必要な温度に達し、原料モールド成形体を得ることができる。また、原料モールド成形体の形成は、特許文献（特願２０１７-５３９８６９、ＰＣＴ／ＪＰ２０１６/０７６５００）に記載されている方法に準じて行うことができる。
【０２０５】
原料組成物がゲル（原料ゲル）である場合、原料ゲルを形成する方法は、特に限定されない。例えば、乾燥タンパク質を溶解用溶媒に溶解させてポリペプチドの溶液を得る溶液生成工程と当該溶液生成工程で生成した溶液とを水溶性溶媒に置換する工程により、原料ゲルを得ることができる。このとき、溶液生成工程と溶解用溶媒を水溶性溶媒に置換する工程の間に、型枠に流し込み所定の形状に成形する工程を入れるか、あるいは、当該溶解用溶媒を水溶性溶媒に置換する工程の後にカットすることにより所定の形状とすることができる。また、原料ゲルの形成は、特許第０５７８２５８０号に記載されている方法に準じて行うことができる。
【０２０６】
原料組成物が多孔質体（原料多孔質体）である場合、必要により、多孔質化が可能な濃度及び粘度に調整してよい。原料多孔質体を形成する方法は、特に限定されない。例えば、多孔質化に好適な濃度及び粘度に調整されたタンパク質溶液に発泡剤を適量添加し、溶媒を除去することで原料多孔質体を得る方法、又は特許第５７９６１４７号に記載されている方法に準じて行うこと等が挙げられる。
【０２０７】
原料組成物がパーティクル（原料パーティクル）である場合、パーティクルを形成する方法は、特に限定されない。原料パーティクルは、例えば、上述したドープ液を用い、ドープ液中の溶媒を水溶性溶媒に置換することによりタンパク質の水溶液を得る工程と、タンパク質の水溶液を乾燥する工程とを含む方法によって得られる。水溶性溶媒は、水を含む溶媒をいい、例えば、水、水溶性緩衝液、生理食塩水等が挙げられる。水溶性溶媒に置換する工程は、ドープ液を透析膜内に入れ、水溶性溶媒中に浸漬し、水溶性溶媒を１回以上入れ替える方法により行われることが好ましい。具体的には、ドープ液を透析膜に入れ、ドープ液の１００倍以上の量の水溶性溶媒（１回分）の中に３時間静置し、この水溶性溶媒入れ替えを計３回以上繰り返すことがより好ましい。透析膜は、タンパク質が透過させないものであればよく、例えばセルロース透析膜等であってよい。水溶性溶媒の置換を繰り返すことにより、ドープ液中に存在していた溶媒の量をゼロに近づけることができる。水溶性溶媒に置換する工程の後半では、透析膜は使用しなくてもよい。タンパク質の水溶液を乾燥する工程は、真空凍結乾燥を用いることが好ましい。真空凍結乾燥時の真空度は、好ましくは２００パスカル（Ｐａ）以下、より好ましくは１５０パスカル以下、更に好ましくは１００パスカル以下である。凍結乾燥後のパーティクルにおける水分率は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下である。
【０２０８】
原料組成物が繊維（原料繊維）である場合、原料繊維はカセ状又は生地状であってよい。
【０２０９】
原料繊維の繊維径の下限値は、例えば１０μｍ以上であってよく、１５μｍ以上であってよく、２０μｍ以上であってよく、２５μｍ超であってよく、２８μｍ以上であってよく、３０μｍ以上であってよく、３２μｍ以上であってよく、３４μｍ以上であってよく、３５μｍ以上であってよく、３６μｍ以上であってよく、３８μｍ以上であってよく、４０μｍ以上であってよい。原料繊維の繊維径の上限値は、１２０μｍ以下であることが好ましい。
【０２１０】
原料繊維の繊維径は、１０μｍ〜１２０μｍであってよく、１０μｍ〜４０μｍであってよく、１０μｍ〜３０μｍであってよく、１０μｍ〜２０μｍであってよく、１０μｍ〜２５μｍであってよく、１５μｍ〜２５μｍであってよく、２５μｍ超〜１２０μｍであってよく、３０μｍ〜１２０μｍであってよく、３５μｍ〜１２０μｍであってよく、４０μｍ〜１２０μｍであってよく、４５μｍ〜１２０μｍであってよく、４８μｍ〜１２０μｍであってよく、５０μｍ〜１２０μｍであってよく、５５μｍ〜１２０μｍであってよく、６０μｍ〜１２０μｍであってよく、６５μｍ〜１２０μｍであってよく、５５μｍ〜１００μｍであってよく、５５μｍ〜８０μｍであってよく、６０μｍ〜８０μｍであってよい。繊維径を１０μｍ以上とすることで、水分との接触による収縮をより低減することができる。繊維径を１２０μｍ以下とすることで、繊維を形成させる際の脱溶媒をより効率的に行い、エステル基の加水分解反応速度をより高めることができる。
【０２１１】
（タンパク質組成物の製造方法）
本実施形態に係る製造方法は、エステル化されたタンパク質（エステル基を有するタンパク質）を含む原料組成物を、酸性又は塩基性の媒体に接触させて、エステル基を加水分解する工程（以下、「加水分解工程」ともいう）を備える。エステル基の加水分解工程を経ることで、同時に原料組成物の収縮処理を兼ねることができ、防縮効果が得られる。
［加水分解工程］
本実施形態において、媒体は、水分を含む媒体であってよい。水分を含む媒体は、水溶液又は水蒸気であってよい。水分を含む媒体は、酸性又は塩基性の媒体であってよい。酸性の媒体は、酸性を呈していればよく、例えば、ｐＨが７未満の酸性水溶液又は酸性水蒸気であってよく、分子鎖の加水分解及び副反応の抑制の観点から、ｐＨが１以上の酸性水溶液又は酸性水蒸気が好ましい。塩基性の媒体は、塩基性を呈していればよく、例えば、ｐＨが７より大きい塩基性水溶液又は塩基性水蒸気であってよく、分子鎖の加水分解及び副反応の抑制の観点から、ｐＨが１２以下の塩基性水溶液又は塩基性水蒸気が好ましい。
【０２１２】
本実施形態において、水分を含む媒体の温度は、４０℃以上１８０℃以下である。水分を含む媒体の温度は、例えば、５０℃以上、６０℃以上、７０℃以上、８０℃以上、８５℃以上、９０℃以上又は９５℃以上であってよい。水分を含む媒体の温度は、好ましくは沸点以下である。
【０２１３】
本実施形態において、加水分解を実施する方法として、例えば、原料組成物（例えば、原料繊維）を、酸性又は塩基性の水溶液に接触させる方法を挙げることができる。このとき、酸性物質又は塩基性物質の量は、タンパク質溶液全量に対して０．１質量％以上が好ましく、１．０質量％以上がより好ましい。
【０２１４】
加水分解に使用できる酸性物質は、特に限定されず、無機酸又は有機酸のいずれであってもよい。無機酸としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸及びホウ酸等が挙げられる。有機酸としては、例えば、カルボン酸及びスルホン酸等が挙げられる。カルボン酸としては、例えば、蟻酸、酢酸、ジクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、イソ酪酸、ペンタン酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、安息香酸等のモノカルボン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘニン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸及びセロプラスチン酸等の飽和脂肪族カルボン酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、エライジン酸、セトレイン酸、エルカ酸、ブラシジン酸、ソルビン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、プロピオール酸及びステアロール酸等の不飽和脂肪族カルボン酸、並びにシュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカニン酸、ブラシリン酸、マレイン酸、フマール酸及びグルタコン酸等のジカルボン酸が挙げられる。カルボン酸は、酸無水物又は酸塩化物の形態をとっていてもよい。スルホン酸としては、例えば、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸及びｐ−トルエンスルホン酸等が挙げられる。
【０２１５】
加水分解に使用できる塩基性物質は、水に可溶であれば特に限定されず、無機塩基又は有機塩基のいずれであってもよい。無機塩基は、水に可溶であれば特に限定されない。無機塩基としては、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム及び炭酸ナトリウム等が挙げられる。有機塩基としては、例えば、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアルキルアミン、アミノエタノール、メチルアミノエタノール、ジメチルアミノエタノール、エチルアミノエタノール、ジエチルアミノエタノール及びジエタノールアミン等の１級〜３級のアミンが挙げられる。
【０２１６】
エステル基の加水分解は平衡反応である。エステル基が解離する際に生じる酸と同種の酸を、加水分解に必要とする酸として使用することもできるが、このような酸を使用しないことが好ましい。
【０２１７】
本実施形態において、加水分解は、酸性条件又は塩基性条件で進行する。ｐＨは、１〜６の酸性条件又は８〜１４の塩基性条件が好ましく、使用する酸性物質又は塩基性物質によって調整することができる。
【０２１８】
本実施形態において、塩基性水溶液を使用する場合、ｐＨは、後述する理由から、８より大きいことが好ましく、１２以下が好ましい。
【０２１９】
塩基性水溶液を使用する場合、加水分解によりカルボン酸が解離した後、カルボン酸アニオンを形成する。このとき、求電子性を失うため、逆反応が起こりにくくなる。塩基性水溶液のｐＨは、加熱しなくても高い反応性を示す観点から、８〜１４が好ましく、加水分解の反応速度の観点から、ｐＨは８より大きいことがより好ましい。
【０２２０】
エステル基の加水分解は、酸性又は塩基性の水溶液中で速やかに進行するため、反応時間に制限はないが、エステル基を充分に除去する観点から、１分超が好ましい。
【０２２１】
本実施形態において、加水分解を実施する温度は、例えば、４０℃以上、５０℃以上、６０℃以上、７０℃以上、８０℃以上、８５℃以上、９０℃以上又は９５℃以上であってよい。加水分解を実施する温度は、例えば１８０℃以下であってよく、好ましくは沸点以下である。
【０２２２】
本実施形態において、水分を含む媒体への接触時間は、例えば、５分以上、１０分以上、２０分以上又は３０分以上であってよい。水分を含む媒体への接触時間は、９０分以下、６０分以下又は４０分以下であってよい。
【０２２３】
本実施形態において、加水分解に用いた水溶液から取り出したタンパク質組成物（例えば、タンパク質繊維）上に、酸性物質又は塩基性物質が残存し、当該酸性物質又は塩基性物質が分子鎖の断裂を引き起こすことがある。このような分子鎖の断裂を防止することを目的として、タンパク質組成物（例えば、タンパク質繊維）の製造方法は、残存した酸性物質又は塩基性物質を除去する工程をさらに備えてもよい。残存した酸性物質又は塩基性物質を除去する工程としては、例えば、当該タンパク質組成物（例えば、タンパク質繊維）を水で洗浄する工程、当該タンパク質組成物（例えば、タンパク質繊維）を中和する工程等が挙げられる。
【０２２４】
本実施形態において、タンパク質組成物がタンパク質繊維である場合、加水分解工程で得られるタンパク質繊維は、下記式（１）で定義される収縮率が−５％〜＋５％であってよい。下記式（１）で定義される収縮率の詳細は後述する。
式（１）：収縮率＝｛１−（湿潤状態から乾燥させた際のタンパク質繊維の長さ／湿潤状態にする前のタンパク質繊維の長さ）｝×１００［％］
【０２２５】
［収縮工程］
本実施形態に係る製造方法は、上記加水分解工程の前及び／又は後に、原料組成物（例えば、原料繊維）を不可逆的に収縮させる工程（以下、「収縮工程」ともいう）を更に備えていてもよいが、加水分解工程を経ることで、同時に原料組成物（例えば、原料繊維）の収縮（防縮）処理を兼ねることができるため、上記収縮工程の一方又は両方を省略することも可能である。収縮工程では、原料組成物（例えば、原料繊維）を水分と接触させることで原料組成物を不可逆的に収縮させてもよく、又は原料組成物（例えば、原料繊維）を加熱弛緩させることで原料組成物を不可逆的に収縮させてもよい。水分と接触させることで原料組成物（例えば、原料繊維）を不可逆的に収縮させる場合は、不可逆的に収縮させた組成物を乾燥させて更に収縮させてもよい。
【０２２６】
（水分との接触による収縮工程（接触工程））
本実施形態に係る原料繊維（タンパク質を含む繊維）は、沸点未満の水分に接触（湿潤）させることにより収縮する特性を有する。したがって、収縮工程において、原料繊維を水分と接触させることで、不可逆的に収縮された収縮履歴を有するタンパク質繊維を得ることができる。原料繊維を水分と接触させることによって不可逆的に収縮させる工程を、以下「接触工程」と称する。
【０２２７】
接触工程での原料繊維（タンパク質を含む繊維）の不可逆的な収縮は、例えば、以下の理由により生ずると考えられる。すなわち、一つの理由は、原料繊維（タンパク質を含む繊維）の一次構造に起因すると考えられ、また別の一つの理由は、例えば、製造工程での延伸等によって残留応力を有する原料繊維（タンパク質を含む繊維）において、水が繊維間又は繊維内へ浸入することにより、残留応力が緩和されることで生ずると考えられる。
【０２２８】
接触工程では、紡糸後、水分と接触する前の原料繊維を水分と接触させて、原料繊維を湿潤状態にする。湿潤状態とは、原料繊維の少なくとも一部が水で濡れた状態を意味する。これにより、外力によらずに原料繊維を収縮させることができる。この収縮は不可逆的なものである。
【０２２９】
接触工程で原料繊維に接触させる水の温度は、沸点未満であってよい。これにより、取扱い性及び収縮工程の作業性等が向上する。また、収縮時間を充分に短縮するという観点からは、水の温度の下限値が、１０℃以上であることが好ましく、４０℃以上であることがより好ましく、７０℃以上であることが更に好ましく、８０℃以上であることが更に好ましく、９０℃以上であることが特に好ましい。水の温度の上限値は沸点以下であることが好ましい。
【０２３０】
接触工程において、水を原料繊維に接触させる方法は、特に限定されない。当該方法として、例えば、原料繊維を水中に浸漬する方法、原料繊維に対して水を常温で又は加温したスチーム等の状態で噴霧する方法、及び原料繊維を水蒸気が充満した高湿度環境下に暴露する方法等が挙げられる。これらの方法の中でも、接触工程においては、収縮時間の短縮化が効果的に図れるとともに、加工設備の簡素化等が実現できることから、原料繊維を水中に浸漬する方法が好ましい。
【０２３１】
接触工程において、原料繊維を弛緩させた状態で水分に接触させると、原料繊維が、単に収縮するだけでなく、波打つように縮れてしまうことがある。このような縮れの発生を防止するために、例えば、張力がかからない程度に原料繊維を繊維軸方向に引っ張りながら水分と接触させるなど、原料繊維を弛緩させない状態で接触工程を実施してもよい。
【０２３２】
（乾燥工程）
本実施形態に係る製造方法は、乾燥工程を更に備えるものであってもよい。乾燥工程は、接触工程を経た原料繊維（又は接触工程を経て得られたタンパク質繊維）を乾燥させる工程である。乾燥は、例えば、自然乾燥でもよく、乾燥設備を使用して強制的に乾燥させてもよい。乾燥設備としては、接触型又は非接触型の公知の乾燥設備がいずれも使用可能である。また、乾燥温度も、例えば、原料繊維に含まれるタンパク質が分解したり、原料繊維が熱的損傷を受けたりする温度よりも低い温度であれが何ら限定されるものではないが、一般には、２０〜１５０℃の範囲内の温度であり、５０〜１００℃の範囲内の温度であることが好ましい。温度がこの範囲にあることにより、繊維の熱的損傷、又は繊維に含まれるタンパク質の分解が生ずることなく、繊維が、より迅速且つ効率的に乾燥される。乾燥時間は、乾燥温度等に応じて適宜に設定され、例えば、過乾燥によるタンパク質繊維の品質及び物性等への影響が可及的に排除され得る時間等が採用される。
【０２３３】
図５は、タンパク質繊維を製造するための製造装置の一例を概略的に示す説明図である。図５に示す製造装置４０は、原料繊維を送り出すフィードローラ４２と、タンパク質繊維３８を巻き取るワインダー４４と、接触工程を実施するウォーターバス４６と、乾燥工程を実施する乾燥機４８と、を有して構成されている。
【０２３４】
より詳細には、フィードローラ４２は、原料繊維３６の巻回物が装着可能とされており、図示しない電動モータ等の回転によって、原料繊維３６の巻回物から原料繊維３６を連続的且つ自動的に送り出し得るようになっている。ワインダー４４は、フィードローラ４２から送り出された後、接触工程と乾燥工程を経て製造されたタンパク質繊維３８を、図示しない電動モータの回転によって連続的且つ自動的に巻き取り得るようになっている。なお、ここでは、フィードローラ４２による原料繊維３６の送出し速度と、ワインダー４４によるタンパク質繊維３８の巻き取り速度とが、互いに独立して制御可能とされている。
【０２３５】
ウォーターバス４６と乾燥機４８は、フィードローラ４２とワインダー４４との間に、原料繊維３６の送り方向の上流側と下流側にそれぞれ並んで配置されている。なお、図５に示す製造装置４０は、フィードローラ４２からワインダー４４に向かって走行する接触工程前及び後の原料繊維３６を中継するリレーローラ５０及び５２を有している。
【０２３６】
ウォーターバス４６はヒータ５４を有し、このヒータ５４にて加温された水４７が、ウォーターバス４６内に収容されている。また、ウォーターバス４６内には、テンションローラ５６が、水４７中に浸漬された状態で設置されている。これにより、フィードローラ４２から送り出された原料繊維３６が、ウォーターバス４６内を、テンションローラ５６に巻き掛けられた状態で水４７中に浸漬されつつ、ワインダー４４側に向かって走行するようになっている。なお、原料繊維３６の水４７中への浸漬時間は、原料繊維３６の走行速度に応じて適宜にコントロールされる。
【０２３７】
乾燥機４８は、一対のホットローラ５８を有している。一対のホットローラ５８は、ウォーターバス４６内から離脱してワインダー４４側に向かって走行する原料繊維３６が巻き掛け可能とされている。これにより、ウォーターバス４６内で水４７に浸漬された原料繊維３６が、乾燥機４８内で一対のホットローラ５８にて加熱され、乾燥させられた後、ワインダー４４に向かって更に送り出されるようになっている。
【０２３８】
このような構造を有する製造装置４０を用いて、タンパク質繊維３８を製造する際には、先ず、例えば、図４に示された紡糸装置１０を用いて紡糸された原料繊維３６の巻回物をフィードローラ４２に装着する。次に、フィードローラ４２から原料繊維３６を連続的に送り出して、ウォーターバス４６内で水４７に浸漬させる。このとき、例えば、ワインダー４４の巻き取り速度をフィードローラ４２の送り出し速度よりも遅くしておく。これにより、原料繊維３６が、フィードローラ４２とワインダー４４との間で弛緩しない状態で、水４７との接触により収縮するため、縮れの発生を防止することができる。水４７との接触により原料繊維３６は不可逆的に収縮する。
【０２３９】
次に、水４７と接触した後の原料繊維３６（又は水４７との接触を経て製造されたタンパク質繊維３８）を、乾燥機４８の一対のホットローラ５８により加熱する。これにより、水４７と接触した後の原料繊維３６（又は水４７との接触を経て製造されたタンパク質繊維３８）を乾燥させ、更に収縮させることができる。このとき、タンパク質繊維３８の長さが変化しないよう、フィードローラ４２の送出し速度とワインダー４４の巻き取り速度との比率をコントロールすることもできる。そして、得られたタンパク質繊維３８をワインダー４４にて巻き取って、タンパク質繊維３８の巻回物を得る。
【０２４０】
なお、一対のホットローラ５８に代えて、図６（ｂ）に示されるような乾熱板６４等、単なる熱源のみからなる乾燥設備を用いて水４７と接触した後の原料繊維３６を乾燥させてもよい。この場合にも、フィードローラ４２の送出し速度とワインダー４４の巻き取り速度との互いの相対速度を、乾燥設備として一対のホットローラ５８を使用する場合と同様に調節することにより、タンパク質繊維の長さを変化させないこともできる。ここでは、乾燥手段が乾熱板６４にて構成されることとなる。また、乾燥機４８は必須ではない。
【０２４１】
上述のように、製造装置４０を用いることによって、目的とするタンパク質繊維３８を自動的且つ連続的に、しかも極めて容易に製造することができる。
【０２４２】
図６は、タンパク質繊維を製造するための製造装置の別の例を概略的に示す説明図である。図６（ａ）は、当該製造装置に備わる、接触工程を実施する加工装置を示し、図６（ｂ）は、当該製造装置に備わる、乾燥工程を実施する乾燥装置を示す。図７に示される製造装置は、原料繊維３６に対する接触工程を実施する加工装置６０と、接触工程後の原料繊維３６（又は接触工程を経て製造されたタンパク質繊維３８）を乾燥させる乾燥装置６２とを有し、それらが互いに独立した構造とされている。
【０２４３】
より具体的には、図６（ａ）に示す加工装置６０は、フィードローラ４２とウォーターバス４６とワインダー４４とを、原料繊維３６の走行方向の上流から下流側に向かって順に並べて配置してなる構造を有している。このような加工装置６０は、フィードローラ４２から送り出された原料繊維３６を、ウォーターバス４６内の水４７中に浸漬させて、収縮させるようになっている。そして、得られたタンパク質繊維３８をワインダー４４にて巻き取るように構成されている。このとき、例えば、ワインダー４４の巻き取り速度をフィードローラ４２の送り出し速度よりも遅くしておく。これにより、原料繊維３６が、フィードローラ４２とワインダー４４との間で弛緩した状態で、水４７との接触により収縮するため、繊維に張力がかかるのを防止することができる。水４７との接触により原料繊維３６は不可逆的に収縮する。
【０２４４】
図６（ｂ）に示す乾燥装置６２は、フィードローラ４２及びワインダー４４と、乾熱板６４とを有している。乾熱板６４は、フィードローラ４２とワインダー４４との間に、乾熱面６６が、タンパク質繊維３８に接触し、且つその走行方向に沿って伸びるように配置されている。この乾燥装置６２では、前述したように、例えば、フィードローラ４２の送り出し速度とワインダー４４の巻き取り速度との比率をコントロールすることで、タンパク質繊維３８の長さを変化させないこともできる。
【０２４５】
このような構造を有する製造装置を用いることによって、原料繊維３６を加工装置６０により収縮させてタンパク質繊維３８を得た後、乾燥装置６２にてタンパク質繊維３８を乾燥させることができる。
【０２４６】
なお、図６（ａ）に示された加工装置６０からフィードローラ４２とワインダー４４とを省略して、ウォーターバス４６のみで加工装置を構成してもよい。このような加工装置を有する製造装置を用いる場合には、例えば、タンパク質繊維が、いわゆるバッチ式で製造されることとなる。また、図６（ｂ）に示す乾燥装置６２は必須ではない。
【０２４７】
（加熱弛緩による収縮工程）
原料繊維を不可逆的に収縮させる収縮工程を、原料繊維を加熱弛緩させることによって行ってもよい。原料繊維の加熱弛緩は、原料繊維を加熱し、加熱された状態にある原料繊維を弛緩させて収縮させることによりおこなうことができる。以下、原料繊維の加熱弛緩による収縮において、原料繊維を加熱する工程を「加熱工程」と称し、加熱された状体にある原料繊維を弛緩して収縮させる工程を「弛緩収縮工程」と称する。加熱工程及び弛緩収縮工程は、例えば、図７及び図８に示す高温加熱弛緩装置１４０によっておこなうことができる。
【０２４８】
（加熱工程）
加熱工程では、原料繊維３６の加熱温度が、原料繊維３６に用いられるタンパク質の軟化温度以上であることが好ましい。本明細書におけるタンパク質の軟化温度とは、原料繊維３６の応力緩和による収縮が開始される温度である。タンパク質の軟化温度以上での加熱弛緩収縮では、単に繊維中の水分が離脱するだけでは得られない程度まで繊維が収縮し、その結果、紡糸過程での延伸により生じた繊維中の残留応力を除去することができる。
【０２４９】
上記の軟化温度に対応する温度として、例えば、１８０℃が挙げられる。１８０℃以上の高温度範囲で加熱弛緩収縮を実施した場合、弛緩倍率が大きい程、或いは温度が高い程、より効率的に原料繊維中の残留応力を除去することができる。したがって、原料繊維３６の加熱温度は、好ましくは１８０℃以上であり、より好ましくは１８０℃〜２８０℃であり、更により好ましくは２００℃〜２４０℃であり、特に好ましくは２２０℃〜２４０℃である。
【０２５０】
加熱工程における加熱時間、すなわち高温加熱炉１４３内での滞在時間は、加熱処理後の繊維の伸度を損なわないという観点から、好ましくは６０秒以下、より好ましくは３０秒以下、更に好ましくは５秒以下である。この加熱時間の長さは、応力には大きな影響を与えないと考えられる。なお、加熱温度２００℃で加熱時間が５秒以下であると、加熱処理後の繊維の伸度の低下を防ぐことができる。
【０２５１】
（弛緩収縮工程）
弛緩収縮工程では、弛緩倍率は、好ましくは１倍超であり、より好ましくは１．４倍以上であり、更により好ましくは１．７倍以上であり、特に好ましくは２倍以上である。弛緩倍率とは、原料繊維３６の巻き取り速度に対する送出し速度の比率であり、より具体的には、巻き取りローラ１４２による巻き取り速度に対する、送出しローラ１４１による送出し速度の比率である。
【０２５２】
高温加熱弛緩装置１４０を用いた加熱弛緩方法では、原料繊維３６が加熱された状態で弛緩可能であれば、加熱工程と弛緩収縮工程とを別個に行ってもよい。すなわち、加熱装置を、弛緩装置とは分離し独立した装置としてもよい。その場合に、加熱工程の後に弛緩収縮工程が行われるよう、加熱装置の後段（原料繊維３６の走行方向における下流側）に弛緩装置が設けられる。
【０２５３】
なお、原料繊維の製造工程とは別で、原料繊維に対する加熱弛緩工程を実施してもよい。すなわち、紡糸装置２５とは別個の独立した装置として高温加熱弛緩装置１４０と同様の装置を設けてもよい。別個に製造された原料繊維３６を送出しローラにセットし、そこから送り出す方式を採ってもよい。加熱弛緩工程は、原料繊維の１本に対して行ってもよく、或いは束ねられた複数本に対して行ってもよい。
【０２５４】
（架橋工程）
上述のようにして得られた、不可逆的に収縮された収縮履歴を有するタンパク質繊維に対して、あるいは不可逆的に収縮する前の原料繊維に対して、繊維内のポリペプチド分子間で化学的に架橋させる架橋工程をさらにおこなってもよい。架橋させることができる官能基は、例えば、アミノ基、カルボキシル基、チオール基及びヒドロキシ基等が挙げられる。例えば、ポリペプチドに含まれるリジン側鎖のアミノ基は、グルタミン酸又はアスパラギン酸側鎖のカルボキシル基と脱水縮合によりアミド結合で架橋できる。真空加熱下で脱水縮合反応を行なうことにより架橋してもよいし、カルボジイミド等の脱水縮合剤により架橋させてもよい。
【０２５５】
ポリペプチド分子間の架橋は、カルボジイミド、グルタルアルデヒド等の架橋剤を用いて行ってもよく、トランスグルタミナーゼ等の酵素を用いて行ってもよい。カルボジイミドは、一般式Ｒ１Ｎ＝Ｃ＝ＮＲ２（但し、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、炭素数１〜６のアルキル基、シクロアルキル基を含む有機基を示す。）で示される化合物である。カルボジイミドの具体例として、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣ）、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）、１−シクロヘキシル−３−（２−モルホリノエチル）カルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド（ＤＩＣ）等が挙げられる。これらの中でも、ＥＤＣ及びＤＩＣはポリペプチド分子間のアミド結合形成能が高く、架橋反応し易いことから好ましい。
【０２５６】
架橋処理は、繊維に架橋剤を付与して真空加熱乾燥で架橋するのが好ましい。架橋剤は純品を繊維に付与してもよいし、炭素数１〜５の低級アルコール及び緩衝液等で０．００５〜１０質量％の濃度に希釈したものを繊維に付与してもよい。架橋処理は、温度２０〜４５℃で３〜４２時間行うのが好ましい。架橋処理により、繊維に更に高い応力（強度）を付与することができる。
【０２５７】
本実施形態において、タンパク質組成物の製造方法は、原料組成物が繊維であり、媒体が水溶液であり、繊維を水溶液に接触させて捲縮させる捲縮工程をさらに備えていてもよい。捲縮工程を備えていると、繊維と水分との接触により、エステル基の除去と繊維の捲縮とを同時に実施することができる。
【０２５８】
本実施形態において、タンパク質組成物の製造方法は、原料組成物が繊維であり、媒体が水溶液であり、繊維を水溶液に接触させて防縮させる防縮工程をさらに備えていてもよい。一度水分との接触により縮んだ繊維は、水分と接触していない繊維と比べて、水分と接触する際の収縮の程度が抑えられる。すなわち、防縮工程を備えていると、繊維と水分との接触により、エステル基の除去と繊維の防縮とを同時に実施することができる。
【０２５９】
他の一実施形態に係るタンパク質組成物の製造方法は、エステル化されたタンパク質と、酸又は塩基とを含む原料組成物を、水蒸気に接触させて、エステル基を加水分解する工程を備える。
【０２６０】
〔タンパク質組成物〕
本実施形態に係るタンパク質組成物は、タンパク質を含み、エステル基の加水分解履歴を有する。タンパク質は、構造タンパク質であることが好ましい。タンパク質組成物は、繊維（タンパク質繊維）、フィルム（タンパク質フィルム）、モールド成形体（タンパク質モールド成形体）、ゲル（タンパク質ゲル）、多孔質体（タンパク質多孔質体）、パーティクル（タンパク質パーティクル等）であってよい。
【０２６１】
加水分解履歴は、酸性又は塩基性の、水分を含む媒体に接触させることでエステル基を加水分解させた履歴であることが好ましい。
【０２６２】
本実施形態において、水分を含む媒体の温度は、例えば、４０℃以上、５０℃以上、６０℃以上、７０℃以上、８０℃以上、８５℃以上、９０℃以上又は９５℃以上であってよい。水分を含む媒体の温度は、例えば１８０℃以下であってよく、好ましくは沸点以下である。
【０２６３】
本実施形態において、エステル基は、ギ酸エステル、酢酸エステル、プロピオン酸エステル等に含まれてよく、ギ酸エステルに含まれることが好ましい。
【０２６４】
タンパク質組成物は、不可逆的に収縮された収縮履歴を更に有していてよい。なお、タンパク質組成物（例えば、タンパク質繊維）の「不可逆的な収縮」は、紡糸後、初めて水分と接触した際の収縮を意味し、エステル基の加水分解処理時の水分との接触による収縮（防縮）に相当する。
【０２６５】
＜収縮率＞
タンパク質組成物がタンパク質繊維である場合、タンパク質繊維は、下記式（１）で定義される収縮率が−５％〜＋５％であることが好ましい。
式（１）：収縮率［％］＝｛１−（湿潤状態から乾燥させた際のタンパク質繊維の長さ／湿潤状態にする前のタンパク質繊維の長さ）｝×１００
【０２６６】
繊維の水分との接触による収縮性は、例えば、上記式（１）で求められる収縮率を指標として評価することができる。「湿潤状態にする前のタンパク質繊維の長さ」及び「湿潤状態から乾燥させた際のタンパク質繊維の長さ」は、例えば、以下の方法により測定することができる。
【０２６７】
長さ約３０ｃｍの複数本のタンパク質繊維を束ね、繊度１５０デニールの繊維束とする。この長さを「湿潤状態にする前のタンパク質繊維の長さ」とすることができる。この繊維束を４０℃の水に１５分間浸漬（湿潤）し、室温で２時間おいて乾燥させる。乾燥後、繊維束の長さを測定する。乾燥時の長さを「湿潤状態から乾燥した際のタンパク質繊維の長さ」とすることができる。
【０２６８】
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が、特にタンパク質繊維からなる織物等の製品においては、この収縮が少ないことが好ましい。
【０２６９】
式（１）で定義される収縮率は、例えば、−４．５％〜＋４．５％、−４％〜＋４％、−３．５％〜＋３．５％、−３％〜＋３％、−２％〜＋２％、−１％〜＋１％、０％〜＋５％、０％〜＋４％、０％〜＋３％、０％〜＋２％、又は０％〜＋１％であってよい。
【０２７０】
タンパク質繊維は、紡糸口金の形状によって、断面形状として種々の形状をとりうるが、タンパク質繊維の断面形状は円形または楕円形であってもよい。
【０２７１】
タンパク質繊維は、マット調の外観を有してもよく、光沢調の外観を有していてもよい。紡糸工程での脱溶媒速度及び／又は凝固速度を適宜調節することで、繊維の外観の光沢度を調節することができる。なお、本明細書において「マット調の外観」とは、外観が低光沢であることをいう。
【０２７２】
また、タンパク質繊維の繊維径の下限値は、特に限定されず、１０μｍ以上であってよく、１５μｍ以上であってよく、２０μｍ以上であってよく、２５μｍ以上であってよく、２８μｍ以上であってよく、３０μｍ以上であってよく、３２μｍ以上であってよく、３３μｍ以上であってよく、３３μｍ超であってよく、３４μｍ以上であってよく、３５μｍ以上であってよく、３６μｍ以上であってよく、３８μｍ以上であってよく、又は４０μｍ以上であってよい。１０μｍ以上とすることで、生産性をより高めることができる。
【０２７３】
タンパク質繊維の繊維径の上限値は、特に限定されず、１２０μｍ以下であってよい。タンパク質繊維の繊維径は、１０μｍ〜１２０μｍであってよく、１２μｍ〜４０μｍであってよく、１０μｍ〜４０μｍであってよく、１２μｍ〜３０μｍであってよく、１０μｍ〜３０μｍであってよく、１０μｍ〜２０μｍであってよく、１２μｍ〜２０μｍであってよく、２０μｍ〜３０μｍであってよく、２５μｍ超〜１２０μｍであってよく、３０μｍ〜１２０μｍであってよく、３３μｍ超〜１２０μｍであってよく、３４μｍ以上〜１２０μｍであってよく、３５μｍ〜１２０μｍであってよく、４０μｍ〜１２０μｍであってよく、４５μｍ〜１２０μｍであってよく、４８μｍ〜１２０μｍであってよく、５０μｍ〜１２０μｍであってよく、５５μｍ〜１２０μｍであってよく、６０μｍ〜１２０μｍであってよく、６５μｍ〜１２０μｍであってよく、５５μｍ〜１００μｍであってよく、５５μｍ〜８０μｍであってよく、又は６０μｍ〜８０μｍであってよい。繊維径を１０μｍ以上とすることで、生産性をより高めることができる。繊維径を１２０μｍ以下とすることで、エステル基の加水分解反応速度をより高めることができる。
【０２７４】
本実施形態に係るタンパク質繊維は、原料繊維を不可逆的に収縮させる収縮工程の前後で、繊維径の変化が少ないことが好ましい。具体的には、不可逆的に収縮される前の原料繊維の繊維径に対して、タンパク質繊維が±２０％未満の繊維径を有することが好ましい。原料繊維の繊維径に対して、タンパク質繊維の繊維径が、±２０％未満であることが好ましいが、±１９％以下であってよく、±１８％以下であってよく、±１７％以下であってよく、±１６％以下であってよく、±１５％以下であってよく、±１５％未満であってよく、±１２％以下であってよく、±１０％以下であってよく、±１０％未満であってよく、±５％以下であってよく、±５％未満であってよく、±４％以下であってよく、±４％未満であってよく、±３％以下であってよく、±３％未満であってよく、±２％以下であってよく、±２％未満であってよく、±１％以下であってよく、±１％未満であってよく、±０．９％以下であってよく、±０．８％以下であってよく、±０．７％以下であってよく、±０．７％以下であってよく、±０．６％以下であってよく、±０．５％以下であってよく、±０．５％未満であってよく、±０．４５％以下であってよい。なお、上記値は、（タンパク質繊維の繊維径−原料繊維の繊維径）／原料繊維の繊維径×１００％という計算式で求めることができる。
【０２７５】
〔エステル基除去方法〕
本実施形態に係るエステル基除去方法は、エステル化されたタンパク質（エステル基を有するタンパク質）を含む原料組成物を、酸性又は塩基性の、水分を含む媒体に接触させる工程を備える。
【０２７６】
本実施形態において、タンパク質及び原料組成物は、上述のタンパク質組成物の製造方法で説明したものと同様の態様を適用できる。
【０２７７】
本実施形態において、上記工程で得られるタンパク質組成物（例えば、タンパク質繊維）は、下記式（１）で定義される収縮率が−５％〜＋５％であってよい。下記式（１）で定義される収縮率は、上述のタンパク質組成物で説明したものと同様の態様を適用できる。
式（１）：収縮率＝｛１−（湿潤状態から乾燥させた際のタンパク質繊維の長さ／湿潤状態にする前のタンパク質繊維の長さ）｝×１００［％］
【０２７８】
本実施形態において、水分を含む媒体の温度及び性質、並びに水分を含む媒体への接触時間は、上述のタンパク質組成物の製造方法で説明したものと同様の態様を適用できる。
【０２７９】
〔製品〕
本実施形態に係るタンパク質組成物（例えば、タンパク質繊維）は、各種製品に応用できる。製品としては、例えば、繊維、糸、布帛、編み物、組み物、不織布、紙、綿、及び衣料製品を挙げることができる。繊維としては、例えば、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を挙げることができ、糸としては、紡績糸、撚糸、仮撚糸、加工糸、混繊糸、又は混紡糸等を挙げることができる。さらに、これらの繊維や糸から、織物等の布帛、編み物、組み物、若しくは不織布等、紙及び綿等を製造することができる。これらの製品は、公知の方法により製造することができる。また、ロープ、手術用縫合糸、電気部品用の可撓性止め具、さらには移植用生理活性材料（例えば、人工靭帯及び大動脈バンド）等の高強度用途にも応用できる本実施形態に係るタンパク質組成物は、糸（紡績糸、撚糸、仮撚糸、加工糸、混繊糸、又は混紡糸等）、織物（布帛）、編み物、組み物、不織布、紙及び綿等に応用できる。また、ロープ、手術用縫合糸、電気部品用の可撓性止め具、さらには移植用生理活性材料（例えば、人工靭帯及び大動脈バンド）等の高強度用途にも応用できる。これらは、公知の方法に準じて製造することができる。
【実施例】
【０２８０】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。【０２８１】
〔試験例１〕
（１）目的とするタンパク質発現株（組換え細胞）の作製
配列番号１５で示されるアミノ酸配列を有する改変クモ糸フィブロイン（ＰＲＴ７９９）をコードする核酸を合成した。当該核酸には、５’末端にＮｄｅＩサイト及び終止コドン下流にＥｃｏＲＩサイトを付加した。【０２８２】
上記核酸をそれぞれクローニングベクター（ｐＵＣ１１８）にクローニングした。その後、同核酸をＮｄｅＩ及びＥｃｏＲＩで制限酵素処理して切り出した後、タンパク質発現ベクターｐＥＴ−２２ｂ（＋）に組換えて発現ベクターを得た。当該核酸をそれぞれ組換えたｐＥＴ−２２ｂ（＋）発現ベクターで、大腸菌ＢＬＲ（ＤＥ３）を形質転換して、目的とするタンパク質を発現する形質転換大腸菌（組換え細胞）を得た。【０２８３】
（２）目的とするタンパク質の発現
上記形質転換大腸菌を、アンピシリンを含む２ｍＬのＬＢ培地で１５時間培養した。当該培養液を、アンピシリンを含む１００ｍＬのシード培養用培地（表４）にＯＤ６００が０．００５となるように添加した。培養液温度を３０℃に保ち、ＯＤ６００が５になるまでフラスコ培養を行い（約１５時間）、シード培養液を得た。
【表４】
2020067572.tif 000005
【０２８４】
５００ｍＬの生産培地（表５）を添加したジャーファーメンターにＯＤ６００が０．０５となるように当該シード培養液を添加した。培養液温度を３７℃に保ち、ｐＨ６．９で一定に制御して培養した。また培養液中の溶存酸素濃度を、溶存酸素飽和濃度の２０％に維持した。
【表５】
2020067572.tif 000006
【０２８５】
生産培地中のグルコースが完全に消費された直後に、フィード液（グルコース４５５ｇ／１Ｌ、酵母エキス  １２０ｇ／１Ｌ）を１ｍＬ／分の速度で添加した。培養液温度を３７℃に保ち、ｐＨ６．９で一定に制御して培養した。また培養液中の溶存酸素濃度を、溶存酸素飽和濃度の２０％に維持し、２０時間培養を行った。その後、１Ｍのイソプロピル−β−チオガラクトピラノシド（ＩＰＴＧ）を培養液に対して終濃度１ｍＭになるよう添加し、目的のタンパク質を発現誘導させた。ＩＰＴＧ添加後２０時間経過した時点で、培養液を遠心分離し、菌体を回収した。ＩＰＴＧ添加前とＩＰＴＧ添加後の培養液から調製した菌体を用いてＳＤＳ−ＰＡＧＥを行い、ＩＰＴＧ添加に依存した目的とするタンパク質サイズのバンドの出現により、目的とするタンパク質が不溶体として発現されていることを確認した。【０２８６】
（３）タンパク質の精製
ＩＰＴＧを添加してから２時間後に回収した菌体を２０ｍＭ  Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ  ｂｕｆｆｅｒ（ｐＨ７．４）で洗浄した。洗浄後の菌体を約１ｍＭのＰＭＳＦを含む２０ｍＭＴｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ７．４）に懸濁させ、高圧ホモジナイザー（ＧＥＡ  Ｎｉｒｏ  Ｓｏａｖｉ社）で細胞を破砕した。破砕した細胞を遠心分離し、沈殿物を得た。得られた沈殿物を、高純度になるまで２０ｍＭＴｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ７．４）で洗浄した。洗浄後の沈殿物を１００ｍｇ／ｍＬの濃度になるように８Ｍ  グアニジン緩衝液（８Ｍグアニジン塩酸塩、１０ｍＭリン酸二水素ナトリウム、２０ｍＭＮａＣｌ、１ｍＭＴｒｉｓ−ＨＣｌ、ｐＨ７．０）で懸濁し、６０℃で３０分間、スターラーで撹拌し、溶解させた。溶解後、透析チューブ（三光純薬株式会社製のセルロースチューブ３６／３２）を用いて水で透析を行った。透析後に得られた白色の凝集タンパク質を遠心分離により回収し、凍結乾燥機で水分を除き、凍結乾燥した粉末状のタンパク質を回収した。【０２８７】
（４）タンパク質繊維の成形
改変クモ糸フィブロインの乾燥粉末をギ酸に溶解させてドープ液を得た（ドープ液中のタンパク質濃度：２５質量％）。公知の紡糸装置を使用し、ギアポンプでドープ液を、凝固液（メタノール）へ吐出させた。紡糸条件は下記に示すとおりとした。これにより、タンパク質繊維（フィブロイン繊維）を得た。
（紡糸条件）
ドープ液温度：２５℃
ホットローラー温度：６０℃【０２８８】
（５）加水分解処理
以下のｉ〜ｉｖの工程で加水分解処理を行った。
ｉ．酸性又は塩基性水溶液にタンパク質繊維を種々の時間、浸漬撹拌した。
ｉｉ．タンパク質繊維に対して過剰量の純水中に浸漬し、２分間撹拌した。
ｉｉｉ．純水を入れ替えて、ｉｉの操作をさらに２回実施した。
ｉｖ．タンパク質繊維を室温で風乾した。
なお、各実施例、比較例で用いた酸性又は塩基性水溶液のｐＨ、反応時間は表６のとおりである。【０２８９】
（６）ＦＴ−ＩＲによるギ酸エステル基の減少挙動の確認
加水分解処理し、乾燥させた各繊維をＦＴ−ＩＲ顕微透過法で測定し、ギ酸エステル基の減少挙動を確認した。各ｐＨ条件で処理したそれぞれの試料について、ピークの高さの比Ｐ１／Ｐ２を求め記録した。このとき、(Ｐ１/Ｐ２)≦０.０１を除去完了の判定基準とした。結果を、表６に示す。なお、Ｐ１、Ｐ２は次の波数に相当するピーク高さであり、吸光度比Ｐ１／Ｐ２の値が小さいほど、構造上のエステル基の数が少ないことを意味する。
Ｐ１：１７２５ｃｍ−１（エステルのＣ＝Ｏに基づくピーク）のピーク高さ
Ｐ２：１４４５ｃｍ−１（タンパク質のアミドＩＩＩに基づくピーク）のピーク高さ【０２９０】
（７）伸度の維持率
加水分解処理し、乾燥させた各繊維をつかみ治具間距離２０ｍｍの試験紙片に接着剤で固定し、温度２０℃、相対湿度６５％の条件で、インストロン社製引張試験機３３４２を用いて、引張速度１０ｃｍ／分で応力（強度）及び伸度測定を行った。ロードセルは容量１０Ｎ、つかみ冶具はクリップ式とした。酸性又は塩基性水溶液で処理したタンパク質繊維の伸度、及びｐＨ＝７の水で処理したタンパク質繊維の伸度を測定し、次式から伸度の維持率を算出した。結果を表６に示す。
［伸度の維持率］＝［酸性又は塩基性水溶液で処理したタンパク質繊維の伸度］÷［ｐＨ＝７の水で処理したタンパク質繊維の伸度］×１００【０２９１】
【表６】
2020067572.tif 000007
【０２９２】
酸性又は塩基性水溶液で処理したタンパク質繊維では、ギ酸エステル吸光度比が減少した。この結果から、酸性又は塩基性水溶液で処理することで、タンパク質繊維に含まれるエステル基が加水分解され、エステル基が除去されたことが示された。また酸性又は塩基性水溶液のｐＨが１１以下（１２未満）であると、処理後のタンパク質繊維の伸度も維持されていた。【０２９３】
（８）捲縮性の評価
実施例１−２の条件（ｐＨ及び浸漬時間）でタンパク質繊維の加水分解処理を行い、加水分解処理前のタンパク質繊維と加水分解処理後のタンパク質繊維とで、捲縮状態を比較した。捲縮状態の比較は、各タンパク質繊維を定規で測定することにより行った。結果を図９に示す。【０２９４】
図９（Ａ）及び（Ｃ）は、加水分解処理前（捲縮前）のタンパク質繊維の写真である。図９（Ｂ）及び（Ｄ）は、加水分解処理後（捲縮後）のタンパク質繊維の写真である。加水分解処理前に３００ｍｍであったタンパク質繊維は、加水分解処理後に２００ｍｍとなった（図９（Ｃ）及び（Ｄ））。また、図９（Ａ）及び（Ｂ）も併せると、加水分解処理後のタンパク質繊維は、加水分解処理前と比べて捲縮されていることが分かる。【０２９５】
（９）防縮性の評価
上記加水分解処理後のタンパク質繊維（２００ｍｍ）をさらに水に浸漬させても、それ以上収縮しなかった。【０２９６】
一方、比較例１−１として加水分解処理前のタンパク質（３００ｎｍ）を水に浸漬させたところ、２００ｍｍとなった。したがって、加水分解処理後のタンパク質繊維は、加水分解処理前のタンパク質繊維と比べて防縮されていることが分かる。【０２９７】
（１０）水蒸気による加水分解
湿度８０％、６０℃の条件下、タンパク質繊維を静置し、ＦＴ−ＩＲ（ＮＩＣＯＬＥＴ社製、ＦＴ−ＩＲ  ｉＳ５０）を用いて、１日ごとの吸光度比Ｐ１／Ｐ２を測定した。結果を表７に示す。【０２９８】
【表７】
2020067572.tif 000008
【０２９９】
図１０は、表７のデータを、吸光度比Ｐ１／Ｐ２を縦軸、処理時間（単位は日）を横軸としてプロットした図である。【０３００】
表７及び図１０に示すとおり、タンパク質繊維を水分に接触させると、吸光度比Ｐ１／Ｐ２が減少した。この結果から、水分との接触により、残存するギ酸を触媒としてエステル加水分解反応が進み、タンパク質繊維に付加されたエステル基が減少することが示された。【０３０１】
〔試験例２〕
（１）発現ベクターの作製
ネフィラ・クラビペス（Ｎｅｐｈｉｌａ  ｃｌａｖｉｐｅｓ）由来のフィブロイン（ＧｅｎＢａｎｋアクセッション番号：Ｐ４６８０４．１、ＧＩ：１１７４４１５）の塩基配列及びアミノ酸配列に基づき、配列番号４０を有するクモ糸フィブロイン（以下、「ＰＲＴ９６６」ともいう。）を設計した。なお、なお、配列番号４０で示されるアミノ酸配列は、疎水度の向上を目的として、配列番号７で示されるアミノ酸配列中に存在する２０個のドメイン配列の領域を２回繰り返した配列中のＱＱを全てＶＦに置換し、かつ残りのＱをＩに置換した配列を有し、さらにＮ末端に配列番号１１で示されるアミノ酸配列(タグ配列及びヒンジ配列）が付加されている。【０３０２】
次に、設計したタンパク質（クモ糸フィブロイン）をコードする核酸を合成し、試験例１と同様の方法により、目的とするタンパク質を発現する形質転換大腸菌（組換え細胞）を得た。【０３０３】
（２）タンパク質の発現
上記形質転換大腸菌を、アンピシリンを含む２ｍＬのＬＢ培地で１５時間培養した。当該培養液を、アンピシリンを含む１００ｍＬのシード培養用培地（表８）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。【０３０４】
【表８】
2020067572.tif 000009
【０３０５】
当該シード培養液を５００ｍＬの生産培地（試験例１の表５）を添加したジャーファーメンターにＯＤ６００が０．０５となるように添加した。培養液温度を３７℃に保ち、ｐＨ６．９で一定に制御して培養した。また培養液中の溶存酸素濃度を、溶存酸素飽和濃度の２０％に維持するようにした。【０３０６】
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タンパク質のバンドの出現により、目的とするタンパク質（クモ糸フィブロイン）の発現を確認した。【０３０７】
（３）タンパク質の精製
試験例１と同様の方法により、タンパク質を精製し、凍結乾燥した粉末状のタンパク質（クモ糸フィブロインの乾燥粉末）を回収した。【０３０８】
（４）原料繊維の製造
クモ糸フィブロインの乾燥粉末をギ酸に溶解させ、目開き１μｍの金属フィルターでろ過し、ドープ液を得た（ドープ液中のタンパク質濃度:３０質量％）。公知の紡糸装置を使用し、ギアポンプでドープ液を、凝固液へ吐出させた。紡糸条件は下記に示すとおりとした 。これにより、原料繊維(原料クモ糸フィブロイン繊維)を得た。
（紡糸条件）
ノズル孔径：０．１ｍｍ
凝固液：メタノール
凝固液の温度：２５℃
水洗浄浴の温度：２５℃
ホットローラー温度：６０℃【０３０９】
（５）原料繊維のエステル加水分解処理（タンパク質繊維の製造）
（４）で得られた原料繊維２００ｇを綛（カセ）状にし、公知の綛処理機を用いて、加水分解処理を以下の工程［ｉ］〜［ｘ］で行なった。表９に工程［ｉｉｉ］における処理時間と処理温度と処理媒体とを示した。工程［ｖ］は、処理媒体に塩基性媒体を用いた場合に行う中和処理工程である。工程［ｖｉｉ］及び［ｖｉｉｉ］は、必要に応じて適宜行えばよい。また、表９の処理媒体中の油剤除去剤は、繊維表面に付着した油剤を除去する目的で添加したものであり、必要に応じて適宜使用すればよい。
［ｉ］綛を綛処理機にセットした。
［ｉｉ］水道水で綛を洗浄した。
［ｉｉｉ］表９の処理媒体中に綛を含浸攪拌した。処理時間は表９に示したとおりとした。
［ｉｖ］水道水に入れ替え、綛を洗浄した。
［ｖ］濃度１％酢酸水溶液中で、綛を中和処理した。
［ｖｉ］水道水に入れ替え、綛を洗浄した。
［ｖｉｉ］柔軟剤水溶液中で、綛を含浸攪拌した。
［ｖｉｉｉ］水道水に入れ替え、綛を洗浄した。
［ｉｘ］綛を脱水した。
［ｘ］綛を５０〜６０℃で２時間風乾した。【０３１０】
【表９】
2020067572.tif 000010
【０３１１】
（６）ＦＴ−ＩＲによるエステル基の除去評価
（５）で得られた各繊維を、フーリエ変換赤外分光光度計を用いたＡＴＲ法（全反射法）で測定し、ギ酸エステル基の除去評価を行なった。各繊維（実施例２−１〜２−３及び比較例２−１〜２−３）について、ＩＲスペクトルから波数１７３０ｃｍ−１（エステル基のＣ＝Ｏに帰属されるピーク）のピーク高さを確認し、ピークの検出有無を評価した（図１１）。ピークが検出されない場合、ギ酸エステル基が除去されたものと判断した。【０３１２】
（７）伸度の評価
（５）で得られた各繊維をつかみ治具間距離２０ｍｍの試験紙片に接着剤で固定し、温度２０℃、相対湿度６５％の条件で、インストロン社製引張試験機３３４２を用いて、引張速度１０ｃｍ／分で伸度測定を行った（表９）。ロードセルは容量１０Ｎ、つかみ冶具はクリップ式とした。【０３１３】
表９に示したとおり、原料繊維を塩基性の水分を含む媒体（塩基性水溶液）で処理した場合にのみ、ギ酸エステル基の加水分解反応を進行させ、繊維中のギ酸エステル基が除去されることが確認された（実施例２−１〜２−３）。さらに、処理温度を高温（９０℃〜９８℃、実施例２−２及び２−３）とすることで、より短時間でギ酸エステル基を加水分解し除去が可能であることが示された。加水分解処理を綛状で実施することにより、加水分解工程の生産性を格段に向上させることができた。また、加水分解処理により、伸度が低下しないことも確認された。【０３１４】
（８）水分に対する収縮性の評価
（５）で得られたエステル加水分解処理後のタンパク質繊維の水分に対する収縮性（寸法安定性）を以下の手順で評価した。水分に対する収縮性は、収縮率として下記式（１）で算出して評価した。算出後の値を表１０に示した。比較用として、上記と同様にしてエステル加水分解処理を行なっていない繊維（比較例２−１）を用いて収縮性を評価した。
（５）で得られた繊維を、長さ約３０ｃｍにカットして複数本束ね、繊度１５０デニールの繊維束とした。この繊維束の長さを、「湿潤状態にする前のタンパク質繊維の長さ」とした。この繊維束を９０℃の水に１５分間浸漬（湿潤）させ、室温で２時間静置して乾燥させ、長さを測定した。この長さを「湿潤状態から乾燥させた際のタンパク質繊維の長さ」とし、下記式（１）より収縮率を算出した。測定値はサンプル数ｎ＝３の平均値とした。
式（１）：収縮率＝｛１−（湿潤状態から乾燥させた際のタンパク質繊維の長さ／湿潤状態にする前のタンパク質繊維の長さ）｝×１００［％］【０３１５】
【表１０】
2020067572.tif 000011
【０３１６】
表１０に示したとおり、エステル加水分解処理を行なっていないタンパク質繊維（比較例２−１）の収縮率に比べて、エステル加水分解処理を行なったタンパク質繊維（実施例２−２）では、収縮率が減少し、水分に対する収縮性が低減されたことが確認された。エステル加水分解処理により、防縮（収縮）処理を同時に行うことができ、防縮効果が得られることが示された。
【符号の説明】
【０３１７】
１…押出し装置、２…未延伸糸製造装置、３…湿熱延伸装置、４…乾燥装置、６…ドープ液、１０…紡糸装置、２０…凝固浴槽、２１…延伸浴槽、２５…紡糸装置、３６…原料繊維、３８…タンパク質繊維、４０…製造装置、４２…フィードローラ、４４…ワインダー、４６…ウォーターバス、４８…乾燥機、５４…ヒータ、５６…テンションローラ、５８…ホットローラ、６０…加工装置、６２…乾燥装置、６４…乾熱板、１４０…弛緩収縮手段（加熱手段）、１４１…送出し手段、１４２…巻き取り手段、１４６…速度調節手段、１４７…温度調節手段。
【図１】
2020067572.tif 000012
【図２】
2020067572.tif 000013
【図３】
2020067572.tif 000014
【図４】
2020067572.tif 000015
【図５】
2020067572.tif 000016
【図６】
2020067572.tif 000017
【図７】
2020067572.tif 000018
【図８】
2020067572.tif 000019
【図９】
2020067572.tif 000020
【図１０】
2020067572.tif 000021
【図１１】
2020067572.tif 000022
【配列表】
2020067572000001.app
【手続補正書】
【提出日】令和3年1月20日(2021.1.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エステル化されたタンパク質を含む原料組成物を、酸性又は塩基性の媒体に接触させて、エステル基を加水分解する工程を備える、タンパク質組成物の製造方法。
【請求項２】
前記媒体が水分を含む媒体であり、前記水分を含む媒体が４０℃以上１８０℃以下である、請求項１に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項３】
前記水分を含む媒体が水溶液又は水蒸気である、請求項２に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項４】
前記水分を含む媒体が水溶液であり、前記水溶液の温度が４０℃以上沸点以下である、請求項３に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項５】
前記水溶液がｐＨ１２以下の塩基性水溶液である、請求項４に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項６】
前記タンパク質が構造タンパク質である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項７】
前記構造タンパク質がフィブロインである、請求項６に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項８】
前記フィブロインがクモ糸フィブロインである、請求項７に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項９】
前記エステル化されたタンパク質が、ギ酸エステルを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項１０】
前記原料組成物が、繊維、フィルム、モールド成形体、ゲル、多孔質体及びパーティクルからなる群から選択される少なくとも一種である、請求項１〜９のいずれか一項に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項１１】
前記原料組成物が繊維であり、前記水分を含む媒体が水溶液であり、前記繊維を前記水溶液に接触させて捲縮させる捲縮工程をさらに備える、請求項１０に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項１２】
前記原料組成物が繊維であり、前記水分を含む媒体が水溶液であり、前記繊維を前記水溶液に接触させて防縮させる防縮工程をさらに備える、請求項１０に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項１３】
前記原料組成物が繊維であり、前記繊維がカセ状である、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項１４】
前記原料組成物が繊維であり、前記繊維が生地状である、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のタンパク質組成物の製造方法。
【請求項１５】
エステル化されたタンパク質と、酸又は塩基とを含む原料組成物を、水蒸気に接触させて、エステル基を加水分解する工程を備える、タンパク質組成物の製造方法。
【請求項１６】
エステル化されたタンパク質を含む原料組成物を、酸性又は塩基性の、水分を含む媒体に接触させる工程を備える、エステル基除去方法。
【請求項１７】
前記原料組成物が繊維、フィルム、モールド成形体、ゲル、多孔質体及びパーティクルからなる群から選択される少なくとも一種である、請求項１６に記載のエステル基除去方法。
【請求項１８】
前記タンパク質が構造タンパク質である、請求項１６又は１７に記載のエステル基除去方法。
【国際調査報告】
2020067572.tif 000023
2020067572.tif 000024
2020067572.tif 000025
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