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特許7542823人工毛髪用繊維、人工毛髪、人工毛髪用繊維を製造する方法、及び人工毛髪を製造する方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-23
(45)【発行日】2024-09-02
(54)【発明の名称】人工毛髪用繊維、人工毛髪、人工毛髪用繊維を製造する方法、及び人工毛髪を製造する方法
(51)【国際特許分類】
D01F 4/02 20060101AFI20240826BHJP
A41G 3/00 20060101ALI20240826BHJP
A61L 27/22 20060101ALI20240826BHJP
A61L 27/50 20060101ALI20240826BHJP
【ＦＩ】
D01F4/02
A41G3/00 B
A61L27/22
A61L27/50
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2020568615
(86)(22)【出願日】2020-01-30
(86)【国際出願番号】 JP2020003543
(87)【国際公開番号】W WO2020158897
(87)【国際公開日】2020-08-06
【審査請求日】2023-01-17
(31)【優先権主張番号】P 2019016472
(32)【優先日】2019-01-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2019016458
(32)【優先日】2019-01-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000126676
【氏名又は名称】株式会社アデランス
(73)【特許権者】
【識別番号】508113022
【氏名又は名称】Ｓｐｉｂｅｒ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100128381
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 義憲
(74)【代理人】
【識別番号】100211100
【弁理士】
【氏名又は名称】福島 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100140578
【弁理士】
【氏名又は名称】沖田 英樹
(72)【発明者】
【氏名】関 正敏
(72)【発明者】
【氏名】高橋 英樹
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 廉
(72)【発明者】
【氏名】安部 佑之介
【審査官】山下 航永
(56)【参考文献】
【文献】特許第５４０７００９（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】特開平１０－２６６００７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１６３８８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１００９６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２０／０２２３９５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０２２－０７８３６０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｄ０１Ｆ ４／０２
Ａ４１Ｇ ３／００
Ａ６１Ｌ ２７／００ － ２７／６０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
改変フィブロインを含む人造フィブロイン繊維からなり、湿潤状態にした際に伸長し、かつ湿潤状態から乾燥した際に収縮する、
湾曲した部分を含む所定の形状が付与された人工毛髪用繊維。
【請求項2】
請求項１に記載の人工毛髪用繊維を含む、人工毛髪。
【請求項3】
改変フィブロインを含むフィブロイン繊維を、所定の形状に沿う状態で保持することを含み、前記所定の形状が、湾曲した部分、直線状の部分又はこれらの両方を含む形状であり、前記フィブロイン繊維が、湿潤状態にした際に伸長し、かつ湿潤状態から乾燥した際に収縮する繊維である、
所定の形状が付与された人工毛髪用繊維を製造する方法。
【請求項4】
前記フィブロイン繊維が、芯材に巻き付けられることにより、湾曲した部分を含む形状に沿う状態で保持される、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記フィブロイン繊維の直径が３０μｍを超える、請求項３又は４に記載の方法。
【請求項6】
前記所定の形状に沿う状態で保持されている前記フィブロイン繊維が加熱される、請求項３～５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
前記所定の形状に沿う状態で保持されている前記フィブロイン繊維が１００℃未満に加熱される、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
当該方法が、前記フィブロイン繊維を乾燥することを更に含み、乾燥した前記フィブロイン繊維が前記所定の形状に沿う状態で保持される、請求項３～７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
改変フィブロインを含み水で湿潤したフィブロイン繊維を、所定の形状に沿う状態で保持しながら加熱することを含み、前記所定の形状が、湾曲した部分、直線状の部分又はこれらの両方を含む形状であり、
前記フィブロイン繊維が、湿潤状態にした際に伸長し、かつ湿潤状態から乾燥した際に収縮する繊維である、
所定の形状が付与された人工毛髪用繊維を製造する方法。
【請求項10】
当該方法が、前記フィブロイン繊維を前記所定の形状に沿う状態で保持する前に、前記フィブロイン繊維を水で湿潤させることを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記所定の形状に沿う状態で保持されている前記フィブロイン繊維が、加熱された水に浸漬される、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項12】
前記所定の形状に沿う状態で保持されている前記フィブロイン繊維が、水蒸気に晒される、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項13】
前記フィブロイン繊維が、芯材に巻き付けられることにより、湾曲した部分を含む前記所定の形状に沿う状態で保持される、請求項９～１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項14】
前記改変フィブロインが改変クモ糸フィブロインを含む、請求項３～１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
請求項３～１３のいずれか一項に記載の方法によって、所定の形状が付与された人工毛髪用繊維を得ることを含む、人工毛髪を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、人工毛髪用繊維、及び人工毛髪に関する。本発明は、所定の形状が付与された人工毛髪用繊維を製造する方法、及び人工毛髪を製造する方法にも関する。
【背景技術】
【0002】
従来、かつら及びつけ毛等の人工毛髪の材料として、人毛又は非天然又は合成繊維が用いられてきた。人工毛髪用の非天然繊維としては、ポリエステル繊維又はアクリル繊維が一般に用いられる（例えば、特許文献１）。非天然繊維は、人毛よりも高強度で所望の長さのものを均一な品質で且つ安定的に大量入手可能といった利点を有している。さらに、環境負荷がより小さいことが期待される再生コラーゲン繊維等の毛髪用人工タンパク質繊維も、提案されている（例えば、特許文献２）。
【0003】
ところで、スタイルの広いバリエーションを確保するため、人工毛髪に湾曲した部分を含む形状、又は直線状の形状が付与される場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００７－２９７７３７号公報
【文献】国際公開第２０１６／１５８７０２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
非天然繊維は、人毛と比較して風合いが大きく異なり、また特性においても大きな違いがある。例えば、人毛は水を吸収したときに所定長さ伸長し、その後乾燥すると元の長さに戻るといった特性を有しているのに対して、非天然繊維は、そのような特性を何ら有していない。それ故、非天然繊維からなる人工毛髪用繊維を用いた場合、人毛との間で違和感が生ずることが避けられなかった。そのため、人毛との間で違和感を生じ難い人工毛髪の実現が望まれている。加えて、人工毛髪は、スタイリング性の観点から、湾曲した部分（カール部分）、又は直線状の形状等の所定の形状を有していることが求められる場合もある。
【0006】
そこで、本発明の一側面は、非天然の繊維を用いながら、安定供給が可能で、且つ人毛との間で違和感が生ずることを抑制し得る、所定の形状が付与された人工毛髪用繊維を提供する。
【0007】
人工毛髪用の非天然の繊維の場合、一般に、合成繊維をアルミパイプ等の芯材に巻き付け、その状態で合成繊維を加熱することにより、湾曲した部分を含む形状が付与される。所望の形状を十分に付与し、その形状の保持のために１００℃以上の高温での加熱が必要とされることがあった。高温での加熱は、人工毛髪の風合いの変化、強度低下、及び色の変化を起こし易い。また、作業者の安全性の確保の観点からも、高温での加熱を必要とせずに所望の形状を人工毛髪用の合成繊維に付与できることが望ましい。
【0008】
そこで、本発明の別の一側面は、非天然の繊維を用いながら、高温での加熱を必要とすることなく、所定の形状が付与された人工毛髪用繊維を得る方法を提供する。
【0009】
従来の毛髪用人工タンパク質繊維の場合、所定の形状を付与し、付与された形状の保持性を確保するために、タンパク質繊維を架橋することが必要とされていた。また、特殊な処理液による前処理が必要とされることもあった。
【0010】
そこで、本発明の更に別の一側面は、タンパク質繊維を用いながら、付与された形状の保持性に優れた人工毛髪用繊維を簡易に得る方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0011】
改変フィブロインを含むフィブロイン繊維は、湿潤及び乾燥にともなって人毛と同様に伸び縮みすること、更には簡易な方法で所定の形状が付与されることを本発明者らは見出した。すなわち、本発明の一側面は以下に関する。
【0012】
［１］改変フィブロインを含む人造フィブロイン繊維からなり、湿潤状態にした際に伸長し、かつ湿潤状態から乾燥した際に収縮する、所定の形状が付与された人工毛髪用繊維。
［２］［１］に記載の人工毛髪用繊維を含む、人工毛髪。
［２］［１］に記載の人工毛髪用繊維を含む、人工毛髪。
【0013】
種々検討の結果、改変フィブロインを含むフィブロイン繊維は、高温での加熱を必要とすることなく、所定の形状が付与されることを本発明者らは見出した。すなわち、本発明の別の一側面は以下に関する。
【0014】
［１］改変フィブロインを含むフィブロイン繊維を、所定の形状に沿う状態で保持することを含み、前記所定の形状が、湾曲した部分、直線状の部分又はこれらの両方を含む形状である、所定の形状が付与された人工毛髪用繊維を製造する方法。
［２］前記フィブロイン繊維が、芯材に巻き付けられることにより、湾曲した部分を含む形状に沿う状態で保持される、［１］に記載の方法。
［３］前記フィブロイン繊維の直径が３０μｍを超える、［１］又は［２］に記載の方法。
［４］前記所定の形状に沿う状態で保持されている前記フィブロイン繊維が加熱される、［１］～［３］のいずれかに記載の方法。
［５］前記所定の形状に沿う状態で保持されている前記フィブロイン繊維が１００℃未満に加熱される、［４］に記載の方法。
［６］前記改変フィブロインが改変クモ糸フィブロインを含む、［１］～［５］のいずれかに記載の方法。
［７］当該方法が、前記フィブロイン繊維を乾燥することを更に含み、乾燥した前記フィブロイン繊維が前記芯材に巻き付けられる、［１］～［６］のいずれかに記載の方法。
［８］［１］～［７］のいずれの方法によって、所定の形状が付与された人工毛髪繊維を得ることを含む、人工毛髪を製造する方法。
これらの方法において、フィブロイン繊維が、湿潤状態にした際に伸長し、かつ湿潤状態から乾燥した際に収縮する繊維であってもよい。
［２］前記フィブロイン繊維が、芯材に巻き付けられることにより、湾曲した部分を含む形状に沿う状態で保持される、［１］に記載の方法。
［３］前記フィブロイン繊維の直径が３０μｍを超える、［１］又は［２］に記載の方法。
［４］前記所定の形状に沿う状態で保持されている前記フィブロイン繊維が加熱される、［１］～［３］のいずれかに記載の方法。
［５］前記所定の形状に沿う状態で保持されている前記フィブロイン繊維が１００℃未満に加熱される、［４］に記載の方法。
［６］前記改変フィブロインが改変クモ糸フィブロインを含む、［１］～［５］のいずれかに記載の方法。
［７］当該方法が、前記フィブロイン繊維を乾燥することを更に含み、乾燥した前記フィブロイン繊維が前記芯材に巻き付けられる、［１］～［６］のいずれかに記載の方法。
［８］［１］～［７］のいずれの方法によって、所定の形状が付与された人工毛髪繊維を得ることを含む、人工毛髪を製造する方法。
これらの方法において、フィブロイン繊維が、湿潤状態にした際に伸長し、かつ湿潤状態から乾燥した際に収縮する繊維であってもよい。
【0015】
種々検討の結果、改変フィブロインを含むフィブロイン繊維は、化学反応による架橋、及び処理液による前処理を必ずしも必要とすることすることなく、水で湿潤したフィブロイン繊維を所定の形状に沿う状態で保持しながら加熱することにより、容易に所定の形状が付与され、しかも付与された形状が良好に保持されることを本発明者らは見出した。すなわち、本発明の一側面は以下に関する。
【0016】
［１］改変フィブロインを含み水で湿潤したフィブロイン繊維を、所定の形状に沿う状態で保持しながら加熱することを含み、前記所定の形状が、湾曲した部分、直線状の部分又はこれらの両方を含む形状である、所定の形状が付与された人工毛髪用繊維を製造する方法。
［２］当該方法が、前記フィブロイン繊維を前記所定の形状に沿う状態で保持する前に、前記フィブロイン繊維を水で湿潤させることを更に含む、［１］に記載の方法。
［３］前記所定の形状に沿う状態で保持されている前記フィブロイン繊維が、水に浸漬される、［１］又は［２］に記載の方法。
［４］前記所定の形状に沿う状態で保持されている前記フィブロイン繊維が、水蒸気に晒される、［１］又は［２］に記載の方法。
［５］前記フィブロイン繊維が、芯材に巻き付けられることにより、湾曲した部分を含む所定の形状に沿う状態で保持される、［１］～［４］のいずれかに記載の方法。
［６］前記改変フィブロインが改変クモ糸フィブロインを含む、［１］～［５］のいずれかに記載の方法。
［７］［１］～［６］のいずれかに記載の方法によって、所定の形状が付与された人工毛髪用繊維を得ることを含む、人工毛髪を製造する方法。
これら方法においても、フィブロイン繊維が、湿潤状態にした際に伸長し、かつ湿潤状態から乾燥した際に収縮する繊維であってもよい。
［２］当該方法が、前記フィブロイン繊維を前記所定の形状に沿う状態で保持する前に、前記フィブロイン繊維を水で湿潤させることを更に含む、［１］に記載の方法。
［３］前記所定の形状に沿う状態で保持されている前記フィブロイン繊維が、水に浸漬される、［１］又は［２］に記載の方法。
［４］前記所定の形状に沿う状態で保持されている前記フィブロイン繊維が、水蒸気に晒される、［１］又は［２］に記載の方法。
［５］前記フィブロイン繊維が、芯材に巻き付けられることにより、湾曲した部分を含む所定の形状に沿う状態で保持される、［１］～［４］のいずれかに記載の方法。
［６］前記改変フィブロインが改変クモ糸フィブロインを含む、［１］～［５］のいずれかに記載の方法。
［７］［１］～［６］のいずれかに記載の方法によって、所定の形状が付与された人工毛髪用繊維を得ることを含む、人工毛髪を製造する方法。
これら方法においても、フィブロイン繊維が、湿潤状態にした際に伸長し、かつ湿潤状態から乾燥した際に収縮する繊維であってもよい。
【発明の効果】
【0017】
本発明の一側面によれば、非天然繊維を用いながら、安定供給が可能で、且つ人毛との間で違和感が生ずることを抑制し得る、所定の形状が付与された人工毛髪用繊維を提供することができる。
【0018】
本発明の別の一側面によれば、安定供給が可能な非天然の繊維を用いながら、高温での加熱を必要とすることなく、所定の形状が付与された人工毛髪用繊維を得ることができる。
【0019】
本発明の更に別の一側面によれば、安定供給が可能で環境負荷の小さいタンパク質繊維を用いながら、付与された形状の保持性に優れた人工毛髪用繊維を簡易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】湾曲した部分を含む形状が付与された人工毛髪用繊維を製造する方法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】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5】フィブロイン繊維を製造するための紡糸装置の一例を示す模式図である。
【図6】フィブロイン繊維を製造するための製造装置の一例を示す模式図である。
【図7】フィブロイン繊維を製造するための製造装置の一例を示す模式図である。
【図8】湾曲した部分を含む形状が付与されたフィブロイン繊維の図（写真）である。
【図9】湾曲した部分を含む形状が付与されたフィブロイン繊維の図（写真）である。
【図10】湾曲した部分を含む形状が付与されたフィブロイン繊維の図（写真）である。
【図11】湾曲した部分を含む形状が付与されたフィブロイン繊維の図（写真）である。
【図12】湾曲した部分を含む形状が付与されたフィブロイン繊維の図（写真）である。
【図13】湾曲した部分を含む形状が付与されたフィブロイン繊維の図（写真）である。
【図14】湾曲した部分を含む形状が付与されたフィブロイン繊維の図（写真）である。
【図15】湾曲した部分を含む形状が付与されたフィブロイン繊維の図（写真）である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【0022】
（人工毛髪用繊維を製造する方法）
所定の形状が付与された人工毛髪用繊維を製造する方法の一実施形態は、改変フィブロインを含むフィブロイン繊維（人造フィブロイン繊維）を、所定の形状に沿う状態で保持することを含む。所定の形状はカールした形状であってもよい。所定の形状が付与された人工毛髪用繊維を製造する方法の一実施形態は、改変フィブロインを含み水で湿潤したフィブロイン繊維を、所定の形状に沿う状態で保持しながら加熱することを含んでもよい。これらの方法により、所定の形状が付与された、フィブロイン繊維からなる人工毛髪用繊維を容易に得ることができる。ここでの所定の形状は、湾曲した部分、直線状の部分又はこれらの両方を含む形状であることができる。湾曲した部分を含む形状は、カールした形状であるということもできる。
所定の形状が付与された人工毛髪用繊維を製造する方法の一実施形態は、改変フィブロインを含むフィブロイン繊維（人造フィブロイン繊維）を、所定の形状に沿う状態で保持することを含む。所定の形状はカールした形状であってもよい。所定の形状が付与された人工毛髪用繊維を製造する方法の一実施形態は、改変フィブロインを含み水で湿潤したフィブロイン繊維を、所定の形状に沿う状態で保持しながら加熱することを含んでもよい。これらの方法により、所定の形状が付与された、フィブロイン繊維からなる人工毛髪用繊維を容易に得ることができる。ここでの所定の形状は、湾曲した部分、直線状の部分又はこれらの両方を含む形状であることができる。湾曲した部分を含む形状は、カールした形状であるということもできる。
【0023】
図１は、湾曲した部分を含む形状（又はカールした形状）が付与された人工毛髪用繊維を製造する方法の一例を示す模式図である。図１に示す方法では、円柱状の芯材７５の外周面に沿ってフィブロイン繊維７０が巻き付けられている。このようにカールした形状に沿う状態でフィブロイン繊維７０を比較的低温で保持することにより、フィブロイン繊維７０に、芯材７５の外周面の形状に対応するカールした形状が付与される。カールした形状に沿う状態でフィブロイン繊維７０を保持しながら加熱することにより、フィブロイン繊維７０に、芯材７５の外周面の形状に対応するカールした形状が付与されてもよい。カールした形状が付与されたフィブロイン繊維７０は、芯材７５から外された後も、付与された形状を維持することができる。
【0024】
芯材７５の直径は、特に制限されないが、通常、１～１００ｍｍの範囲内である。芯材の形状は円柱状に限られない。
【0025】
本実施形態に係る方法では、乾燥した或いは水により湿潤したフィブロイン繊維７０が芯材７５に巻き付けられる。ここで「乾燥したフィブロイン繊維」は、水によって湿潤していないフィブロイン繊維を意味する。ただし、乾燥したフィブロイン繊維７０は、不可避的な少量の水分を含み得る。そのため、本実施形態に係る方法が、芯材７５に巻き付けられる前のフィブロイン繊維７０を乾燥することを更に含んでいてもよい。フィブロイン繊維７０は、例えば、１０～１００℃の環境下で保持することにより、乾燥される。乾燥後のフィブロイン繊維７０が、水又は水を含む液体と接触することなく、芯材７５に巻き付けられる。
【0026】
芯材７５に巻き付けられたフィブロイン繊維７０は、所定の温度の環境下で保持される。この所定の温度は、芯材７５に巻き付けられたフィブロイン繊維７０が湿潤した状態の場合には、加熱を伴わない温度であってもよく、具体的には、例えば０℃以上、１０℃以上、又は２０℃以上であってもよい。芯材７５に巻き付けられたフィブロイン繊維７０が乾燥した状態の場合には、芯材７５に巻き付けられたフィブロイン繊維７０が加熱されても、加熱されなくてもよい。芯材７５に巻き付けられたフィブロイン繊維７０が加熱される場合の加熱温度は、４０℃超、４５℃以上、５０℃以上、６０℃以上、７０℃以上、８０℃以上、又は９０℃以上であってもよく、１００℃未満であってもよい。加熱のために、熱風をフィブロイン繊維７０に吹き付けてもよい。所定の形状に沿う状態でフィブロイン繊維が保持される温度が高いと、短時間でフィブロイン繊維に所定の形状を付与し易い傾向がある。
【0027】
芯材７５に巻き付けられたフィブロイン繊維７０を保持する時間は、フィブロイン繊維７０に形状が付与されるように調整される。通常、保持時間は１０～３６０分の範囲内であってもよく、３０～９０分の範囲内であってもよい。
【0028】
水で湿潤したフィブロイン繊維７０を所定の形状に沿う状態で保持することにより、フィブロイン繊維が化学反応等によって架橋されていなくても、所定の形状が容易に付与されるだけでなく、付与された形状が維持され易い。フィブロイン繊維７０を水の存在下で保持しながら、又はフィブロイン繊維７０を水の存在下で保持した状態で加熱することにより、フィブロイン繊維中で改変フィブロインのβシート構造が増加すると考えられる。このβシート構造が疑似架橋として機能することにより、改変フィブロインの分子鎖の動きが制限され、その結果、付与された形状が良好に維持されると本発明者らは推定している。
【0029】
フィブロイン繊維７０を芯材７５に巻き付ける前に、フィブロイン繊維７０を予め水で湿潤させてもよい。フィブロイン繊維７０を予め水で湿潤させることにより、所定の形状に沿う状態で保持されるフィブロイン繊維７０が、吸湿によって膨潤し難くなる傾向がある。フィブロイン繊維７０の膨潤が抑制されると、より一層容易に所定の形状をフィブロイン繊維７０に付与することができる。例えば、フィブロイン繊維７０を水又は水溶液に浸漬すること、又は、フィブロイン繊維７０の複数の単糸を含む繊維束に水又は水溶液を含浸させることにより、フィブロイン繊維７０を水又は水溶液と接触させてもよい。フィブロイン繊維７０は、必ずしも純粋な水と接触させる必要はなく、フィブロイン繊維７０を添加成分、又は微量の不可避的な不純物を含む水溶液と接触させてもよい。フィブロイン繊維７０を接触させる水溶液における水以外の成分の濃度は、水溶液全体の質量を基準として、１質量％以下、０．５質量％以下、又は０．０５質量％未満であってもよい。
【0030】
フィブロイン繊維７０と接触させる水又は水溶液の温度は、特に制限されないが、例えば１０～８０℃であってもよい。浸漬又は含浸の時間は、特に制限されないが、例えば５～６０分であってもよい。浸漬後のフィブロイン繊維７０は、水で湿潤した状態を維持する間に、芯材７５に巻き付けられる。フィブロイン繊維７０の表面が水に濡れていればよく、過剰な水分を除去してもよい。
【0031】
水で湿潤し芯材７５に巻き付けられたフィブロイン繊維７０は、所定の加熱温度で加熱されてもよい。加熱温度は、４０℃以上、４５℃以上、又は５０℃以上であってもよく、１５０℃以下、１４０℃以下、１３０℃以下、１２０℃以下、１１０℃以下、又は１００℃未満であってもよい。加熱のために、熱風をフィブロイン繊維７０に吹き付けてもよい。加熱温度が高いと、付与された形状の保持性がより一層向上する傾向がある。
【0032】
芯材７５に巻き付けられたフィブロイン繊維７０を、湿潤させた状態での加熱雰囲気下への放置、所定の温度以上に加熱された水への浸漬、又は、水蒸気との接触により、加熱してもよい。水蒸気との接触により、フィブロイン繊維７０が１００℃を超える温度に加熱され得る。芯材７５に巻き付けられたフィブロイン繊維７０が、加熱された水に浸漬される又は水蒸気に晒される場合、その時点でフィブロイン繊維７０が水で湿潤するため、芯材７５に巻き付けられるフィブロイン繊維７０を予め水で湿潤させなくてもよい。
【0033】
芯材７５に巻き付けられたフィブロイン繊維７０を保持しながら加熱する時間は、フィブロイン繊維７０に形状が付与されるように調整される。保持時間は、５分以上、又は１０分以上であってもよく、２４０分以下、１８０分以下、又は１２０分以下であってもよい。
【0034】
芯材７５に巻き付けられたフィブロイン繊維７０が、その状態で保持されている間、湿潤状態での加熱工程を経た後に、水で湿潤している状態を維持する必要はなく、最終的に乾燥状態になってもよい。芯材７５に巻き付けられたフィブロイン繊維７０、又は、芯材７５から外されたフィブロイン繊維７０を、加熱等の任意の手段で乾燥してもよい。
【0035】
所定の形状又はカールした形状が付与されたフィブロイン繊維７０を、人工毛髪を構成する人工毛髪用繊維として用いることができる。フィブロイン繊維からなる人工毛髪用繊維は、安定供給が可能で、且つ人毛との間で違和感が生ずることを抑制し得る。人工毛髪は、例えば、ウィッグ用毛髪、かつら用毛髪、頭部に直接取り付ける増毛用毛髪、又はエクステンション用毛髪として使用することができる。
【0036】
（フィブロイン繊維）
フィブロイン繊維７０は、改変フィブロインを主成分として含み、改変フィブロインを紡糸することにより形成された繊維であることができる。芯材７５に巻き付けられるフィブロイン繊維７０は、紡糸後、液体の水と直接的に接触していない繊維であってもよい。
フィブロイン繊維７０は、改変フィブロインを主成分として含み、改変フィブロインを紡糸することにより形成された繊維であることができる。芯材７５に巻き付けられるフィブロイン繊維７０は、紡糸後、液体の水と直接的に接触していない繊維であってもよい。
【0037】
フィブロイン繊維７０は、単糸であってもよいし、複数の単糸からなる繊維束であってもよい。フィブロイン繊維７０の直径（単糸径）は、例えば１０～１００μｍであってもよい。形状の付与され易さ、及び付与された形状の維持の観点から、フィブロイン繊維７０の単糸径は、３０μｍを超えていてもよく、３５μｍ以上、４０μｍ以上、５０μｍ以上、６０μｍ以上、７０μｍ以上、又は８０μｍ以上であってもよい。同様の観点から、フィブロイン繊維７０の単糸径は、９０μｍ以下、８５μｍ以下、８０μｍ未満、又は７０μｍ以下であってもよい。
【0038】
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。
【0039】
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ってもよい。改変フィブロインにおいて、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。
【0040】
「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。
【0041】
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％であってもよい。ドメイン配列中に複数存在する（Ａ）ｎモチーフは、少なくとも７つがアラニン残基のみで構成されてもよい。ＲＥＰは２～２００アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示す。ＲＥＰは、１０～２００アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列であってもよい。ｍは２～３００の整数を示し、１０～３００の整数であってもよい。複数存在する（Ａ）ｎモチーフは、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。複数存在するＲＥＰは、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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）が挙げられる。
【0047】
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）が挙げられる。
【0048】
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。
【0049】
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。改変フィブロインは、改変クモ糸フィブロインであってもよい。
【0050】
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。
【0051】
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、４～２０、８～２０、１０～２０、４～１６、８～１６、又は１０～１６であってもよい。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、１０～１５０残基、２０～１００残基、又は２０～７５残基であってもよい。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、６０％以上、又は７０％以上であってもよい。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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％以上であってもよい。
【0055】
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。
【0056】
（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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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、８６％以上、９０％以上、９５％以上、又は１００％であってもよい。全アミノ酸残基数に対するアラニン残基数が１００％であることは、（Ａ）ｎモチーフがアラニン残基のみで構成されることを意味する。
【0061】
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ってもよい。第２の改変フィブロインにおいて、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、２０％以下、１０％以下、６％以下、４％以下、又は２％以下であってもよい。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。
【0062】
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。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２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。
【0063】
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％未満であり、最大で５０．８６％あることが確認された。
【0064】
第２の改変フィブロインにおいて、ｚ／ｗは、５０．９％以上、５６．１％以上、５８．７％以上、７０％以上、又は８０％以上であってもよい。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。
【0065】
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。
【0066】
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であってもよい。別のアミノ酸残基が、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）残基から選ばれてもよく、グルタミン（Ｑ）残基であってもよい。
【0067】
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。
【0068】
（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。
【0069】
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。
【0070】
（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。
【0071】
（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％以上であってもよい。
【0072】
（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％以上であってもよい。
【0073】
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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
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。
【0078】
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。
【0079】
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。
【0080】
（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。
【0081】
（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％以上であってもよい。
【0082】
（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％以上であってもよい。
【0083】
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。
【0084】
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。
【0085】
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。
【0086】
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。
【0087】
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。
【0088】
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。
【0089】
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、８６％以上、９０％以上、９５％以上、又は１００％であってもよい。全アミノ酸残基数に対するアラニン残基数が１００％であることは、（Ａ）ｎモチーフがアラニン残基のみで構成されることを意味する。
【0090】
ｘ／ｙの算出方法を図２を参照しながら更に詳細に説明する。図２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。
【0091】
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２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。
【0092】
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。
【0093】
図２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。
【0094】
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。）。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２に示した例では、パターン１の合計値が最大である。
【0095】
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。
【0096】
第３の改変フィブロインにおいて、ｘ／ｙは、５０％以上、６０％以上、６５％以上、７０％以上、７５％以上、又は８０％以上であってもよい。ｘ／ｙの上限に特に制限はなく、例えば、ｘ／ｙが１００％以下であってよい。ギザ比率が１：１．９～１１．３で、ｘ／ｙが８９．６％以上であってもよい。ギザ比率が１：１．８～３．４で、ｘ／ｙが７７．１％以上であってもよい。ギザ比率が１：１．９～８．４で、ｘ／ｙが７５．９％以上であってもよい。ギザ比率が１：１．９～４．１で、ｘ／ｙが６４．２％以上であってもよい。
【0097】
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、５０％以上、５５％以上、６０％以上、７０％以上、又は８０％以上であってもよい。ｘ／ｙの上限に特に制限はなく、１００％以下であればよい。
【0098】
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、最大で６４．１４％であった。
【0099】
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。
【0100】
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。
【0101】
（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。
【0102】
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。
【0103】
（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。
【0104】
（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％以上であってもよい。
【0105】
（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％以上であってもよい。
【0106】
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。
【0107】
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。
【0108】
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。
【0109】
（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。
【0110】
（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％以上であってもよい。
【0111】
（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％以上であってもよい。
【0112】
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。
【0113】
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。
【0114】
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。
【0115】
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。
【0116】
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てもよい。
【0117】
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ってもよい。
【0118】
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。
【0119】
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。
【0120】
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。
【0121】
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。
【0122】
【表1】
【0123】
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。
【0124】
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。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３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３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３の場合２８／１７０＝１６．４７％となる。
【0125】
第５の改変フィブロインにおいて、ｐ／ｑは、６．２％以上、７％以上、１０％以上、２０％以上、又は３０％以上であってもよい。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。
【0126】
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。
【0127】
疎水性指標の大きいアミノ酸残基は、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）から選ばれるものであってもよい。疎水性指標の大きいアミノ酸残基が、バリン（Ｖ）、ロイシン（Ｌ）及びイソロイシン（Ｉ）から選ばれるものであってもよい。
【0128】
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。
【0129】
（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。
【0130】
（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。
【0131】
（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％以上であってもよい。
【0132】
（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％以上であってもよい。
【0133】
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。
【0134】
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。
【0135】
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。
【0136】
（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。
【0137】
（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％以上であってもよい。
【0138】
（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％以上であってもよい。
【0139】
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。
【0140】
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。
【0141】
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んでいてもよい。
【0142】
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、又は１０％以上であってもよい。ＧＰＧＸＸモチーフ含有率の上限に特に制限はなく、５０％以下、又は３０％以下であってもよい。
【0143】
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。
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。
【0144】
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。
【0145】
図４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４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４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４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４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４の改変フィブロインの場合２１／１５０＝１４．０％となる。
【0146】
第６の改変フィブロインのグルタミン残基含有率が９％以下、７％以下、４％以下、又は０％であってもよい。
【0147】
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４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。
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４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。
【0148】
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。
【0149】
「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ってもよい。アミノ酸残基の疎水性指標は表１に示すとおりである。
【0150】
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ってもよく、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ってもよい。
【0151】
第６の改変フィブロインのＲＥＰの疎水性度が、－０．８以上、－０．７以上、０以上、０．３以上、又は０．４以上であってもよい。ＲＥＰの疎水性度の上限に特に制限はなく、ＲＥＰの疎水性度が１．０以下、又は０．７以下であってもよい。
【0152】
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４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。
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４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。
【0153】
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。
【0154】
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。
【0155】
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。
【0156】
（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。
【0157】
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。
【0158】
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。
【0159】
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。
【0160】
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）。
【0161】
【表2】
【0162】
（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。
【0163】
（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％以上であってもよい。
【0164】
（６－ｉｉ）の改変フィブロインのグルタミン残基含有率が９％以下であってもよい。また、（６－ｉｉ）の改変フィブロインのＧＰＧＸＸモチーフ含有率が１０％以上であってもよい。
【0165】
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。
【0166】
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。
【0167】
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）。
【0168】
【表3】
【0169】
（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。
【0170】
（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％以上であってもよい。
【0171】
（６－ｉｖ）の改変フィブロインは、グルタミン残基含有率が９％以下であってもよい。また、（６－ｉｖ）の改変フィブロインは、ＧＰＧＸＸモチーフ含有率が１０％以上であってもよい。
【0172】
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。
【0173】
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。
【0174】
改変フィブロインは、水分との接触による収縮を抑制し得ることから、疎水性改変フィブロインであってもよい。本明細書において、「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。改変フィブロインの疎水性指標の平均値（平均ＨＩ）は、０．５以上、又は０．６以上であってもよい。改変フィブロインの疎水性指標の平均値（平均ＨＩ）は、例えば、１．２以下、又は０．９以下であってよい。疎水性指標は表１に示したとおりである。また、平均ＨＩが０未満である改変フィブロインを親水性改変フィブロインと呼ぶこともある。
【0175】
疎水性改変フィブロインとしては、例えば、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。
【0176】
親水性改変フィブロインとしては、例えば、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。
【0177】
上記いずれの実施形態に係る改変フィブロインも、例えば、当該改変フィブロインをコードする核酸配列と、当該核酸配列に作動可能に連結された１又は複数の調節配列とを有する発現ベクターで形質転換された宿主により、当該核酸を発現させることにより生産することができる。
【0178】
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。
【0179】
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。
【0180】
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であってもよい。
【0181】
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用いることができる。
【0182】
原核生物の宿主の例として、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。
【0183】
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。
【0184】
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。
【0185】
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。
【0186】
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。
【0187】
改変フィブロインは、例えば、発現ベクターで形質転換された宿主を培養培地中で培養し、培養培地中に当該改変フィブロインを生成及び蓄積させ、該培養培地から採取することにより製造することができる。宿主を培養培地中で培養する方法は、宿主の培養に通常用いられる方法に従って行うことができる。
【0188】
宿主が、大腸菌等の原核生物又は酵母等の真核生物である場合、培養培地として、宿主が資化し得る炭素源、窒素源及び無機塩類等を含有し、宿主の培養を効率的に行える培地であれば天然培地及び合成培地のいずれを用いてもよい。
【0189】
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。
【0190】
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を３．０～９．０に保持してもよい。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。
【0191】
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。
【0192】
発現させた改変フィブロインの単離及び精製は通常用いられている方法で行うことができる。例えば、当該改変フィブロインが、細胞内に溶解状態で発現した場合には、培養終了後、宿主細胞を遠心分離により回収し、水系緩衝液に懸濁した後、超音波破砕機、フレンチプレス、マントンガウリンホモゲナイザー及びダイノミル等により宿主細胞を破砕し、無細胞抽出液を得る。該無細胞抽出液を遠心分離することにより得られる上清から、タンパク質の単離精製に通常用いられている方法、すなわち、溶媒抽出法、硫安等による塩析法、脱塩法、有機溶媒による沈殿法、ジエチルアミノエチル（ＤＥＡＥ）－セファロース、ＤＩＡＩＯＮ ＨＰＡ－７５（三菱化成社製）等のレジンを用いた陰イオン交換クロマトグラフィー法、Ｓ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ ＦＦ（Ｐｈａｒｍａｃｉａ社製）等のレジンを用いた陽イオン交換クロマトグラフィー法、ブチルセファロース、フェニルセファロース等のレジンを用いた疎水性クロマトグラフィー法、分子篩を用いたゲルろ過法、アフィニティークロマトグラフィー法、クロマトフォーカシング法、等電点電気泳動等の電気泳動法等の方法を単独又は組み合わせて使用し、精製標品を得ることができる。
【0193】
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。
【0194】
所定の形状又はカールした形状が付与されるフィブロイン繊維は、湿潤状態となるときに伸長し、かつ湿潤状態から乾燥したときに収縮するものであってもよい。湿潤状態となるときに伸長し、かつ湿潤状態から乾燥したときに収縮するフィブロイン繊維に上述の方法によって所定の形状を付与することにより、湿潤状態にした際に伸長し、かつ湿潤状態から乾燥した際に収縮する、所定の形状が付与された人工毛髪用繊維を容易に製造することができる。所定の形状は、湾曲した部分、直線状の部分又はこれらの両方を含む形状であってもよい。
【0195】
湿潤状態となるときに伸長し、かつ湿潤状態から乾燥したときに収縮するフィブロイン繊維の、下記式（１）で定義される復元率が、９５％以上であってよい。
式（１）：復元率＝（湿潤状態から乾燥した際のフィブロイン繊維の長さ／湿潤状態となる前のフィブロイン繊維の長さ）×１００（％）
式（１）：復元率＝（湿潤状態から乾燥した際のフィブロイン繊維の長さ／湿潤状態となる前のフィブロイン繊維の長さ）×１００（％）
【0196】
式（１）で定義される復元率が高い程、湿潤／乾燥時における挙動が人毛に近くなるため、人工毛髪と人毛との間で違和感が生ずることを抑制し得る。式（１）で定義されるフィブロイン繊維の復元率が９６％以上、９７％以上、９８％以上、又は９９％以上であってもよい。
【0197】
下記式（４）で定義される、フィブロイン繊維の伸長率が１７％以下であってもよい。式（４）で定義される伸長率は、フィブロイン繊維を湿潤状態にした際の伸長特性の指標である。
式（４）：伸長率＝｛（湿潤状態のフィブロイン繊維の長さ／湿潤状態となる前のフィブロイン繊維の長さ）－１｝×１００（％）
式（４）：伸長率＝｛（湿潤状態のフィブロイン繊維の長さ／湿潤状態となる前のフィブロイン繊維の長さ）－１｝×１００（％）
【0198】
式（４）で定義される伸長率は、例えば１５％以下、１３％以下、１０％以下又は５％以下であってもよい。式（４）で定義される伸長率は、例えば０％超、１％以上、２％以上、５％以上、１０％以上又は１３％以上であってもよい。本実施形態に係るフィブロイン繊維の伸長率は、例えば、０％超かつ１７％以下、０％超かつ１５％以下、２％以上かつ１５％以下、５％以上かつ１５％以下、５％以上かつ１３％以下、５％以上かつ１０％以下、０％超かつ１０％以下、又は、０％超かつ５％以下であってもよい。人工毛髪と人毛との間での違和感をより小さくするという観点からは、式（４）で定義される伸長率が小さくてもよい。
【0199】
下記式（５）で定義される、フィブロイン繊維の収縮率Ｃが１７％以下であってもよい。式（５）で定義される収縮率Ｃは、フィブロイン繊維を湿潤状態から乾燥した際の収縮特性の指標である。
式（５）：収縮率Ｃ＝｛１－（湿潤状態から乾燥したときのフィブロイン繊維の長さ／湿潤状態のフィブロイン繊維の長さ）｝×１００（％）
式（５）：収縮率Ｃ＝｛１－（湿潤状態から乾燥したときのフィブロイン繊維の長さ／湿潤状態のフィブロイン繊維の長さ）｝×１００（％）
【0200】
式（５）で定義される収縮率Ｃは、１５％以下、１３％以下、１０％以下又は５％以下であってもよい。式（５）で定義される収縮率Ｃは、０％超、１％以上、２％以上、５％以上、１０％以上又は１３％以上であってもよい。本実施形態に係るフィブロイン繊維の収縮率Ｃは、例えば、０％超かつ１７％以下、０％超かつ１５％以下、２％以上かつ１５％以下、５％以上かつ１５％以下、５％以上かつ１３％以下、５％以上かつ１０％以下、０％超かつ１０％以下、又は、０％超かつ５％以下であってもよい。人工毛髪と人毛との間での違和感をより小さくするという観点からは、式（５）で定義される収縮率Ｃが小さくてもよい。
【0201】
フィブロイン繊維は、紡糸後に水と接触することで不可逆的に収縮された収縮履歴を有する繊維であってもよい。その場合、下記式（２）で定義される、フィブロイン繊維の収縮率Ａが２％以上であってもよい。収縮率Ａが２％以上であるフィブロイン繊維は、湿潤／乾燥時における挙動が人毛により近い。
式（２）：収縮率Ａ＝｛１－（紡糸後に水と接触することで不可逆的に収縮された繊維の長さ／紡糸後、水と接触する前の繊維の長さ）｝×１００（％）
式（２）：収縮率Ａ＝｛１－（紡糸後に水と接触することで不可逆的に収縮された繊維の長さ／紡糸後、水と接触する前の繊維の長さ）｝×１００（％）
【0202】
式（２）で定義される収縮率Ａは、２．５％以上、３％以上、３．５％以上、４％以上、４．５％以上、５％以上、５．５％以上、６％以上、１０％以上、１５％以上、２０％以上又は２５％以上であってよい。式（２）で定義される収縮率Ａの上限は特に限定されないが、収縮率Ａが８０％以下、６０％以下、４０％以下、２０％以下、１０％以下、７％以下、６％以下、５％以下、４％以下又は３％以下であってよい。
【0203】
フィブロイン繊維は、紡糸後に水と接触することで不可逆的に収縮された後、乾燥により更に収縮された収縮履歴を有する繊維であってもよい。この場合、下記式（３）で定義される、フィブロイン繊維の収縮率Ｂが７％超であってもよい。式（３）で定義される収縮率Ｂが７％超であるフィブロイン繊維は、湿潤／乾燥時における挙動が人毛により近い。
式（３）：収縮率Ｂ＝｛１－（紡糸後に水と接触することで不可逆的に収縮された後、乾燥により更に収縮された繊維の長さ／紡糸後、水と接触する前の繊維の長さ）｝×１００（％）
式（３）：収縮率Ｂ＝｛１－（紡糸後に水と接触することで不可逆的に収縮された後、乾燥により更に収縮された繊維の長さ／紡糸後、水と接触する前の繊維の長さ）｝×１００（％）
【0204】
式（３）で定義される収縮率Ｂは、１０％以上、１５％以上、２５％超、３２％以上、４０％以上、４８％以上、５６％以上、６４％以上又は７２％以上であってよい。式（３）で定義される収縮率Ｂの上限は特に限定されないが、収縮率Ｂは通常、８０％以下である。
【0205】
フィブロイン繊維の表面に、繊維軸方向に延びる凹部又は溝部が形成されていてもよい。凹部又は溝部が形成された表面を有するフィブロイン繊維は、光沢が抑制され、人毛と同様の見た目を実現することができる。フィブロイン繊維の表面に凹部を設ける方法としては、例えば、原料繊維を紡糸する際、湿式紡糸法により紡糸する方法、脱溶媒の速度を遅くする方法（例えば、凝固液にドープ液の溶媒を添加する方法）、国際公開第２０１６／２０１３６９号に記載された方法（例えば、凝固浴中の滞在時間を長くする方法（６０秒以上）、凝固浴中の溶媒比を変化させる方法）を採用することができる。
【0206】
下記式（６）で定義される、フィブロイン繊維の熱収縮率が４％以下であってよい。
式（６）：熱収縮率＝｛１－（１６０℃まで加熱した際のフィブロイン繊維の長さ／加熱前のフィブロイン繊維の長さ）｝×１００（％）
式（６）：熱収縮率＝｛１－（１６０℃まで加熱した際のフィブロイン繊維の長さ／加熱前のフィブロイン繊維の長さ）｝×１００（％）
【0207】
改変フィブロインを含むフィブロイン繊維からなる人工毛髪用繊維は、一般の合成繊維よりも高く、人毛に匹敵する温度の軟化点を有する。このため、１６０℃での熱収縮率（式（６）で定義される熱収縮率）が小さいものとなっている。ヘアドライヤーの温風温度は１２０～１４０℃、ヘアアイロンの使用適温は１７０℃以下といわれている。式（６）で定義される熱収縮率が小さいことにより、ヘアドライヤー、ヘアアイロンを使用したときのダメージを抑制することができる。式（６）で定義される熱収縮率は、例えば、４％以下、３％以下、又は２．５％以下であってもよい。
【0208】
改変フィブロインを含むフィブロイン繊維は、アニマルフリー（動物由来成分を含まない）素材として調製することもできる。
【0209】
フィブロイン繊維７０は、改変フィブロインを含むドープ液を用いて、通常の紡糸方法によって製造することができる。ドープ液は、例えば、改変フィブロインをジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ギ酸、又はヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）等の溶媒に、必要に応じて溶解促進剤としての無機塩と共に添加し、溶解して作製される。このドープ液を用いて、湿式紡糸、乾式紡糸、又は乾湿式紡糸等の紡糸方法により紡糸して、目的とするフィブロイン繊維を得ることができる。紡糸方法が、溶融紡糸であってもよい。
【0210】
図５は、フィブロイン繊維を製造するための紡糸装置の一例を示す模式図である。図５に示す紡糸装置１０は、乾湿式紡糸用の紡糸装置の一例であり、押出し装置１と、未延伸糸製造装置２と、湿熱延伸装置３と、乾燥装置４とを有している。
【0211】
貯槽７に貯蔵されたドープ液６が、ギアポンプ８により口金９から押し出される。ラボスケールにおいては、ドープ液をシリンダーに充填し、シリンジポンプを用いてノズルから押し出してもよい。次いで、押し出されたドープ液６は、エアギャップ１９を経て、凝固液槽２０の凝固液１１内に供給され、溶媒が除去されて、改変フィブロインが凝固し、繊維状凝固体が形成される。次いで、繊維状凝固体が、延伸浴槽２１内の温水１２中に供給されて、延伸される。延伸倍率は供給ニップローラ１３と引き取りニップローラ１４との速度比によって決まる。その後、延伸された繊維状凝固体が、乾燥装置４に供給され、糸道２２内で乾燥されて、フィブロイン繊維７０が、巻糸体５として得られる。１８ａ～１８ｇは糸ガイドである。
【0212】
凝固液１１は、脱溶媒できる溶媒であればよく、例えば、メタノール、エタノール及び２－プロパノール等の炭素数１～５の低級アルコール、並びにアセトン等を挙げることができる。凝固液１１は、水を含んでいてもよい。凝固液１１の温度は、０～３０℃であってもよい。口金９として、直径０．１～０．６ｍｍのノズルを有するシリンジポンプを使用する場合、押出し速度は１ホール当たり、０．２～６．０ｍｌ／時間、又は１．４～４．０ｍｌ／時間であってもよい。凝固したタンパク質が凝固液１１中を通過する距離（実質的には、糸ガイド１８ａから糸ガイド１８ｂまでの距離）は、脱溶媒が効率的に行える長さがあればよく、例えば、２００～５００ｍｍである。未延伸糸の引き取り速度は、例えば、１～２０ｍ／分、又は１～３ｍ／分であってもよい。凝固液１１中での滞留時間は、例えば、０．０１～３分、又は０．０５～０．１５分であってもよい。凝固液１１中で延伸（前延伸）をしてもよい。凝固液槽２０は多段設けてもよく、また延伸は必要に応じて、各段、又は特定の段で行ってもよい。
【0213】
フィブロイン繊維７０の延伸として、例えば、上記した凝固液槽２０内で行う前延伸、及び延伸浴槽２１内で行う湿熱延伸の他、乾熱延伸も採用され得る。
【0214】
湿熱延伸は、温水中、温水に有機溶剤等を加えた溶液中、又はスチーム加熱中で行うことができる。温度としては、例えば、５０～９０℃、又は７５～８５℃であってもよい。湿熱延伸では、未延伸糸（又は前延伸糸）を、例えば、１～１０倍、又は２～８倍に延伸してもよい。
【0215】
乾熱延伸は、電気管状炉、乾熱板等を使用して行うことができる。乾熱延伸の温度は、例えば、１４０℃～２７０℃、又は１６０℃～２３０℃であってもよい。乾熱延伸では、未延伸糸（又は前延伸糸）を、例えば、０．５～８倍、又は１～４倍に延伸してもよい。
【0216】
湿熱延伸及び乾熱延伸はそれぞれ単独で行ってもよく、またこれらを多段で、又は組み合わせて行ってもよい。一段目延伸を湿熱延伸で行い、二段目延伸を乾熱延伸で行う、又は一段目延伸を湿熱延伸行い、二段目延伸を湿熱延伸行い、更に三段目延伸を乾熱延伸で行う等、湿熱延伸及び乾熱延伸を適宜組み合わせて行うことができる。
【0217】
最終的な延伸倍率は、未延伸糸（又は前延伸糸）に対して、１倍超、２倍以上、３倍以上、４倍以上、５倍以上、６倍以上、７倍以上、８倍以上、又は９倍以上であってもよく、４０倍以下、３０倍以下、２０倍以下、１５倍以下、１４倍以下、１３倍以下、１２倍以下、１１倍以下、又は１０倍以下であってもよい。フィブロイン繊維が２倍以上の延伸倍率で紡糸された繊維であると、フィブロイン繊維を水に接触させて湿潤状態にしたときの収縮率が、より高くなる。
【0218】
紡糸により形成されたフィブロイン繊維７０を収縮させてもよい。収縮の工程を経て得られるフィブロイン繊維は、湿潤状態となるときに伸長し、かつ湿潤状態から乾燥したときに収縮する性質を有することができる。収縮の工程は、例えば、紡糸後、水と接触する前のフィブロイン繊維７０を、水と接触させて不可逆的に収縮させることを含んでいてよい。水との接触の後、フィブロイン繊維７０を乾燥により更に収縮させてもよい。
【0219】
フィブロインと水との接触の工程では、紡糸後、水と接触する前のフィブロイン繊維７０を水と接触させて、フィブロイン繊維７０を湿潤状態にする。湿潤状態とは、フィブロイン繊維７０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、外力によらずにフィブロイン繊維７０を不可逆的に収縮させることができる。
【0220】
フィブロイン繊維７０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。収縮時間を充分に短縮するという観点からは、水の温度が、１０℃以上、４０℃以上、又は７０℃以上であってもよい。水の温度が９０℃以下であってもよい。
【0221】
水をフィブロイン繊維７０に接触させる方法は、特に限定されない。当該方法の例として、フィブロイン繊維７０を水中に浸漬する方法、フィブロイン繊維７０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、及びフィブロイン繊維７０を水蒸気が充満した高湿度環境下に暴露する方法が挙げられる。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、フィブロイン繊維７０を水中に浸漬する方法を採用してもよい。
【0222】
フィブロイン繊維７０を弛緩させた状態で水に接触させると、フィブロイン繊維７０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、フィブロイン繊維７０を繊維軸方向に張力を加えながら水と接触させるなど、フィブロイン繊維７０を弛緩させない状態で水と接触させてもよい。
【0223】
湿潤状態のフィブロイン繊維７０を乾燥により収縮させてもよい。乾燥は、例えば、自然乾燥でもよく、乾燥設備を使用した強制的な乾燥であってもよい。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。乾燥温度は、例えば、改変フィブロインが分解したり、フィブロイン繊維７０が熱的損傷を受けたりする温度よりも低い温度であればよく、例えば、２０～１５０℃、又は５０～１００℃であってよい。乾燥時間は、乾燥温度等に応じて適宜に設定され、例えば、過乾燥によるフィブロイン繊維７０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。
【0224】
図６は、フィブロイン繊維を製造するための製造装置の一例を示す模式図である。図６に示す製造装置４０は、紡糸により形成されたフィブロイン繊維７０を収縮させるための装置である。製造装置４０は、フィブロイン繊維７０を送り出すフィードローラ４２と、収縮されたフィブロイン繊維７０を巻き取るワインダー４４と、フィブロイン繊維７０を水と接触させるためのウォーターバス４６と、湿潤状態のフィブロイン繊維７０を乾燥するための乾燥機４８と、を有する。
【0225】
フィードローラ４２には、フィブロイン繊維７０の巻回物が装着される。電動モータ等の回転によって、フィブロイン繊維７０が連続的且つ自動的に送り出される。ワインダー４４は、収縮したフィブロイン繊維７０を電動モータの回転によって連続的且つ自動的に巻き取る。フィードローラ４２によるフィブロイン繊維７０の送出し速度と、ワインダー４４によるフィブロイン繊維７０の巻取り速度とが、互いに独立して制御可能である。ワインダー４４の巻き取り速度が、フィードローラ４２の送り出し速度よりも遅くてもよい。これにより、フィブロイン繊維７０が、フィードローラ４２とワインダー４４との間で弛緩しないように緊張された状態で、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との接触によりフィブロイン繊維７０は不可逆的に収縮する。
【0226】
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、フィブロイン繊維７０の送り方向における上流側から順に配置されている。製造装置４０は、フィブロイン繊維７０を中継するリレーローラ５０及び５２を有している。
【0227】
ウォーターバス４６はヒータ５４を有しており、このヒータ５４によって加温された水４７が、ウォーターバス４６内に収容されている。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。フィードローラ４２から送り出されたフィブロイン繊維７０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。
【0228】
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に、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フィブロイン繊維７０が巻き掛けられる。湿潤状態のフィブロイン繊維７０が、乾燥機４８内で一対のホットローラ５８によって加熱され、それにより乾燥する。この乾燥によりフィブロイン繊維７０が更に収縮する。乾燥後のフィブロイン繊維７０がワインダー４４に巻き取られる。
【0229】
フィードローラ４２の送出し速度とワインダー４４の巻取り速度との比率をコントロールすることにより、フィブロイン繊維７０を更に収縮させることもできるし、フィブロイン繊維７０の長さを変化させないこともできる。
【0230】
図７は、フィブロイン繊維を製造するための製造装置の別の一例を示す模式図である。図７の製造装置も、紡糸により形成されたフィブロイン繊維７０を収縮させるための装置であり、フィブロイン繊維７０を水と接触させるための加工装置６０と、湿潤状態のフィブロイン繊維７０を乾燥するための乾燥装置６２とを備えており、これらが独立に設けられている。
【0231】
図７（ａ）の加工装置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とを備え、これらがフィブロイン繊維７０の走行方向における上流から下流側に向かって順に配置されている。フィードローラ４２から送り出されたフィブロイン繊維７０が、ウォーターバス４６内の水４７中に浸漬する。これによりフィブロイン繊維７０が収縮する。浸漬後のフィブロイン繊維７０がワインダー４４に巻き取られる。フィードローラ４２とワインダー４４とを省略し、フィブロイン繊維を、いわゆるバッチ式で水に浸漬してもよい。
【0232】
図７（ｂ）の乾燥装置６２は、フィードローラ４２及びワインダー４４と、これらの間に配置された乾熱板６４とを有している。フィードローラ４３から巻き出されたフィブロイン繊維７０が、乾熱板６４の乾熱面６６と接触しながら走行することにより乾燥される。フィードローラ４２の送出し速度とワインダー４４の巻取り速度との比率をコントロールすることで、フィブロイン繊維７０を更に収縮させることもできるし、フィブロイン繊維７０の長さを変化させないこともできる。乾燥装置６２により乾燥は必須ではない。
【実施例】
【0233】
以下、実施例等に基づいて本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0234】
１．フィブロイン繊維
（１）改変フィブロイン
配列番号４０で表される改変フィブロイン（ＰＲＴ９６６）をコードする核酸を合成した。合成した核酸には、５’末端にＮｄｅＩサイト、終止コドン下流にＥｃｏＲＩサイトを付加した。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。切り出された核酸を、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。
（１）改変フィブロイン
配列番号４０で表される改変フィブロイン（ＰＲＴ９６６）をコードする核酸を合成した。合成した核酸には、５’末端にＮｄｅＩサイト、終止コドン下流にＥｃｏＲＩサイトを付加した。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。切り出された核酸を、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。
【0235】
得られたｐＥＴ－２２ｂ（＋）発現ベクターで、大腸菌ＢＬＲ（ＤＥ３）を形質転換した。当該形質転換大腸菌を、アンピシリンを含む２ｍＬのＬＢ培地で１５時間培養した。当該培養液を、アンピシリンを含む１００ｍＬのシード培養用培地（表４）にＯＤ６００が０．００５となるように添加した。培養液温度を３０℃に保ち、ＯＤ６００が５になるまで約１５時間のフラスコ培養を行い、シード培養液を得た。
【0236】
【表4】
【0237】
当該シード培養液を５００ｍＬの生産培地（表５）を添加したジャーファーメンターにＯＤ６００が０．０５となるように添加した。培養液温度を３７℃に保ち、ｐＨ６．９で一定に制御して培養した。また培養液中の溶存酸素濃度を、溶存酸素飽和濃度の２０％に維持した。
【0238】
【表5】
【0239】
生産培地中のグルコースが完全に消費された直後に、フィード液（グルコース４５５ｇ／１Ｌ、Ｙｅａｓｔ Ｅｘｔｒａｃｔ １２０ｇ／１Ｌ）を１ｍＬ／分の速度で添加した。培養液温度を３７℃に保ち、ｐＨ６．９で一定に制御して培養した。培養液中の溶存酸素濃度を、溶存酸素飽和濃度の２０％に維持しながら、２０時間培養を行った。その後、１Ｍのイソプロピル－β－チオガラクトピラノシド（ＩＰＴＧ）を培養液に対して終濃度１ｍＭになるよう添加し、目的とする改変フィブロインを発現誘導させた。ＩＰＴＧ添加後２０時間経過した時点で、培養液を遠心分離し、菌体を回収した。ＩＰＴＧ添加前とＩＰＴＧ添加後の培養液から調製した菌体を用いてＳＤＳ－ＰＡＧＥを行い、ＩＰＴＧ添加に依存した目的とする改変フィブロインのサイズに相当するバンドの出現により、目的とする改変フィブロインの発現を確認した。
【0240】
ＩＰＴＧを添加してから２時間後に回収した菌体を２０ｍＭ Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ ｂｕｆｆｅｒ（ｐＨ７．４）で洗浄した。洗浄後の菌体を約１ｍＭのＰＭＳＦを含む２０ｍＭ Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ７．４）に懸濁させ、高圧ホモジナイザー（ＧＥＡ Ｎｉｒｏ Ｓｏａｖｉ社）で細胞を破砕した。破砕した細胞を遠心分離し、沈殿物を得た。得られた沈殿物を、高純度になるまで２０ｍＭ Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ７．４）で洗浄した。洗浄後の沈殿物を１００ｍｇ／ｍＬの濃度になるように８Ｍ グアニジン緩衝液（８Ｍ グアニジン塩酸塩、１０ｍＭ リン酸二水素ナトリウム、２０ｍＭ ＮａＣｌ、１ｍＭ Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ、ｐＨ７．０）で懸濁し、６０℃で３０分間、スターラーで撹拌し、溶解させた。溶解後、透析チューブ（三光純薬株式会社製のセルロースチューブ３６／３２）を用いて水で透析を行った。透析後に得られた白色の凝集タンパク質を遠心分離により回収した。回収した凝集タンパク質から凍結乾燥機で水を除き、目的とする改変フィブロインの凍結乾燥粉末を得た。
【0241】
（２）フィブロイン繊維の作製
４．０質量％の塩化リチウムが溶解したジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）を溶媒として用い、そこに改変フィブロインの凍結乾燥粉末を溶解させた。その後、不溶物と泡を取り除き、改変フィブロイン溶液を得た。得られた改変フィブロイン溶液をドープ液として用いた乾湿式紡糸によって、フィブロイン繊維を作製した。延伸倍率は６倍であった。
長さ３０ｃｍの複数本のフィブロイン繊維の単糸を束ねて、繊度１５０デニールの繊維束を得た。各繊維束に０．８ｇの鉛錘を取り付けた。その状態で繊維束を４０℃の水に１０分間浸漬し、それによりフィブロイン繊維を収縮させた。その後、水中から取り出した繊維束を、室温で２時間放置することにより乾燥させた。これにより改変フィブロインを含む単糸径１５μｍ、３０μｍ、４０μｍ、６０μｍ又は８０μｍの乾燥したフィブロイン繊維の繊維束を得た。得られた繊維束を、以下のフィブロイン繊維の形状付与試験に供した。
４．０質量％の塩化リチウムが溶解したジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）を溶媒として用い、そこに改変フィブロインの凍結乾燥粉末を溶解させた。その後、不溶物と泡を取り除き、改変フィブロイン溶液を得た。得られた改変フィブロイン溶液をドープ液として用いた乾湿式紡糸によって、フィブロイン繊維を作製した。延伸倍率は６倍であった。
長さ３０ｃｍの複数本のフィブロイン繊維の単糸を束ねて、繊度１５０デニールの繊維束を得た。各繊維束に０．８ｇの鉛錘を取り付けた。その状態で繊維束を４０℃の水に１０分間浸漬し、それによりフィブロイン繊維を収縮させた。その後、水中から取り出した繊維束を、室温で２時間放置することにより乾燥させた。これにより改変フィブロインを含む単糸径１５μｍ、３０μｍ、４０μｍ、６０μｍ又は８０μｍの乾燥したフィブロイン繊維の繊維束を得た。得られた繊維束を、以下のフィブロイン繊維の形状付与試験に供した。
【0242】
２．形状付与試験
（試験１）
乾燥後のフィブロイン繊維を、直径約２５ｍｍの金属製の円柱状芯材に巻き付けた。芯材に巻き付けられたフィブロイン繊維を、恒温恒湿槽中で２０℃、４０℃、６０℃又は９０℃で６０分間保持した。ただし、単糸径１５μｍ又は３０μｍのフィブロイン繊維を２０℃又は４０℃で保持する場合、保持時間を１８０分間とした。同様の条件で、シルク繊維の形状付与試験も行った。
（試験１）
乾燥後のフィブロイン繊維を、直径約２５ｍｍの金属製の円柱状芯材に巻き付けた。芯材に巻き付けられたフィブロイン繊維を、恒温恒湿槽中で２０℃、４０℃、６０℃又は９０℃で６０分間保持した。ただし、単糸径１５μｍ又は３０μｍのフィブロイン繊維を２０℃又は４０℃で保持する場合、保持時間を１８０分間とした。同様の条件で、シルク繊維の形状付与試験も行った。
【0243】
芯材から外したフィブロイン繊維を観察し、カールした形状が付与された程度を以下の基準で判定した。
Ａ：カールした明確な形状が保持された。
Ｂ：「Ａ」と比較すると弱いものの、ある程度の形状の保持が確認された。
Ｃ：カールした形状の保持が認められなかった。
Ａ：カールした明確な形状が保持された。
Ｂ：「Ａ」と比較すると弱いものの、ある程度の形状の保持が確認された。
Ｃ：カールした形状の保持が認められなかった。
【0244】
【表6】
【0245】
表６に示される通り、乾燥状態のフィブロイン繊維を所定の形状に沿う状態で保持することにより、フィブロイン繊維に所定の形状（ここではカールした形状）を付与できることが確認された。図８は、形状付与試験後の単糸径４０μｍのフィブロイン繊維の写真である。図９は、形状付与試験後の単糸径６０μｍのフィブロイン繊維の写真である。図８及び図９において、左から順に２０℃、４０℃、６０℃又は９０℃で保持されたフィブロイン繊維である。
【0246】
（試験２－１）
乾燥後の各フィブロイン繊維を、室温（約２０℃）の水に２０分間浸漬した。その後、湿潤状態のフィブロイン繊維を、直径約２５ｍｍの金属製の円柱状芯材に巻き付けた。芯材に巻き付けられたフィブロイン繊維を、恒温恒湿槽中で２０℃、４０℃、６０℃又は９０℃で加熱しながら１時間保持した。
乾燥後の各フィブロイン繊維を、室温（約２０℃）の水に２０分間浸漬した。その後、湿潤状態のフィブロイン繊維を、直径約２５ｍｍの金属製の円柱状芯材に巻き付けた。芯材に巻き付けられたフィブロイン繊維を、恒温恒湿槽中で２０℃、４０℃、６０℃又は９０℃で加熱しながら１時間保持した。
【0247】
芯材から外したフィブロイン繊維を観察し、カールした形状が付与された程度を試験１と同様の基準で判定した。
【0248】
【表7】
【0249】
表７に示される通り、湿潤状態のフィブロイン繊維を所定の形状に沿う状態で保持することにより、フィブロイン繊維に所定の形状（ここではカールした形状）を付与できることが確認された。図１０は、形状付与試験後の単糸径４０μｍのフィブロイン繊維の写真である。図１１は、形状付与試験後の単糸径６０μｍのフィブロイン繊維の写真である。図１０及び図１１において、左から順に、湿潤状態で２０℃、４０℃、６０℃又は９０℃で保持されたフィブロイン繊維である。
【0250】
（試験２－２）
単糸径８０μｍのフィブロイン繊維を室温（約２０℃）の水に２０分間浸漬した。その後、湿潤状態のフィブロイン繊維を、直径約５ｍｍ又は２５ｍｍの金属製の円柱状芯材に巻き付けた。芯材に巻き付けられたフィブロイン繊維を、２０℃、４０℃、６０℃又は９０℃の水に１時間浸漬した状態で加熱しながら保持した。水から取り出したフィブロイン繊維を、芯材に巻き付けられた状態で、６０℃の高温恒湿槽中で１時間加熱することにより乾燥した。芯材から外したフィブロイン繊維を観察し、カールした形状が付与された程度を試験１と同様の基準で判定した。結果を表８に示す。図１２は、２０℃又は９０℃での形状付与試験後のフィブロイン繊維の写真である。
単糸径８０μｍのフィブロイン繊維を室温（約２０℃）の水に２０分間浸漬した。その後、湿潤状態のフィブロイン繊維を、直径約５ｍｍ又は２５ｍｍの金属製の円柱状芯材に巻き付けた。芯材に巻き付けられたフィブロイン繊維を、２０℃、４０℃、６０℃又は９０℃の水に１時間浸漬した状態で加熱しながら保持した。水から取り出したフィブロイン繊維を、芯材に巻き付けられた状態で、６０℃の高温恒湿槽中で１時間加熱することにより乾燥した。芯材から外したフィブロイン繊維を観察し、カールした形状が付与された程度を試験１と同様の基準で判定した。結果を表８に示す。図１２は、２０℃又は９０℃での形状付与試験後のフィブロイン繊維の写真である。
【表8】
【0251】
（試験２－３）
単糸径８０μｍのフィブロイン繊維を室温（約２０℃）の水に２０分間浸漬した。その後、湿潤状態のフィブロイン繊維を、直径約２５ｍｍの金属製の円柱状芯材に巻き付けた。芯材に巻き付けられたフィブロイン繊維を、オートクレーブ中で１１５℃又は１２５℃の水蒸気に２時間晒された状態で加熱しながら保持した。オートクレーブから取り出したフィブロイン繊維を、芯材に巻き付けられた状態で、７０℃の高温恒湿槽中で２０分間加熱することにより乾燥した。芯材から外したフィブロイン繊維を観察し、カールした形状が付与された程度を試験１と同様の基準で判定した結果は、「Ａ」であった。図１３は、１１５℃又は１２５℃での形状付与試験後のフィブロイン繊維の写真である。カールした形状がより強く付与された。
単糸径８０μｍのフィブロイン繊維を室温（約２０℃）の水に２０分間浸漬した。その後、湿潤状態のフィブロイン繊維を、直径約２５ｍｍの金属製の円柱状芯材に巻き付けた。芯材に巻き付けられたフィブロイン繊維を、オートクレーブ中で１１５℃又は１２５℃の水蒸気に２時間晒された状態で加熱しながら保持した。オートクレーブから取り出したフィブロイン繊維を、芯材に巻き付けられた状態で、７０℃の高温恒湿槽中で２０分間加熱することにより乾燥した。芯材から外したフィブロイン繊維を観察し、カールした形状が付与された程度を試験１と同様の基準で判定した結果は、「Ａ」であった。図１３は、１１５℃又は１２５℃での形状付与試験後のフィブロイン繊維の写真である。カールした形状がより強く付与された。
【0252】
（試験２－４：形状保持性評価）
水浸漬により湿潤させ後に９０℃の雰囲気中にフィブロイン繊維を保持する試験２－１の条件、９０℃の熱水中にフィブロイン繊維を保持する試験２－２の条件、又は、１１５℃のスチームに晒された状態で保持する試験２－３の条件により、単糸径８０μｍのフィブロイン繊維にカールした形状を付与した。形状の保持性を評価するため、形状が付与されたフィブロイン繊維を、室温（約２０℃）の水に２０分間浸漬し、浸漬後のフィブロイン繊維をドライヤーで乾燥する水洗試験に供した。
水浸漬により湿潤させ後に９０℃の雰囲気中にフィブロイン繊維を保持する試験２－１の条件、９０℃の熱水中にフィブロイン繊維を保持する試験２－２の条件、又は、１１５℃のスチームに晒された状態で保持する試験２－３の条件により、単糸径８０μｍのフィブロイン繊維にカールした形状を付与した。形状の保持性を評価するため、形状が付与されたフィブロイン繊維を、室温（約２０℃）の水に２０分間浸漬し、浸漬後のフィブロイン繊維をドライヤーで乾燥する水洗試験に供した。
【0253】
図１４は、試験２－１の条件により形状が付与されたフィブロイン繊維の水洗試験前後における写真である。図１４の（ａ）は、９０℃の雰囲気下に保持することにより形状が付与されたフィブロイン繊維であり、図１４の（ｂ）は、水洗試験後の同フィブロイン繊維である。水洗後に、カールした形状がある程度残存していることが確認された。
【0254】
図１５は、試験２－２又は試験２－３の条件によりカールした形状が付与されたフィブロイン繊維の洗い試験前後における写真である。図１５の（ａ１）は、９０℃の熱水中に保持する試験２－２の条件により形状が付与されたフィブロイン繊維であり、図１５の（ａ２）は、水洗試験後の同フィブロイン繊維である。図１５の（ｂ１）は、１１５℃のスチーム中に保持する試験２－３の条件により形状が付与されたフィブロイン繊維であり、図１５の（ｂ２）は、水洗試験後の同フィブロイン繊維である。熱水又は水蒸気中での保持により形状が付与されたフィブロイン繊維は、形状の保持性の点でより一層優れることが確認された。
【0255】
（試験例２－５：形状保持性評価）
水蒸気の温度及び保持時間を表９に示すように変更しながら、試験２－３の条件で単糸径８０μｍのフィブロイン繊維にカールした形状を付与した。カールした形状が付与された各フィブロイン繊維を、試験２－４と同様の洗い試験に繰り返し供した。付与された形状が実質的に消失するまでの洗い試験の回数を記録した。
水蒸気の温度及び保持時間を表９に示すように変更しながら、試験２－３の条件で単糸径８０μｍのフィブロイン繊維にカールした形状を付与した。カールした形状が付与された各フィブロイン繊維を、試験２－４と同様の洗い試験に繰り返し供した。付与された形状が実質的に消失するまでの洗い試験の回数を記録した。
【0256】
【表9】
【0257】
水伸縮性
形状が付与される前のフィブロイン繊維、及び、試験例１、又は試験例２－１で得られた、カールした形状が付与されたフィブロインの乾燥状態での長さ（湿潤状態にする前のフィブロイン繊維の長さ）をそれぞれ測定した。次いで、各フィブロイン繊維に０．８ｇの鉛錘を取り付け、その状態でフィブロイン繊維を４０℃の水に１０分間浸漬した。その後、水中で各フィブロイン繊維の長さ（湿潤状態にした際のフィブロイン繊維の長さ）を測定した。水中での各フィブロイン繊維の長さ測定は、各フィブロイン繊維の縮れを無くすために、各フィブロイン繊維に０．８ｇの鉛錘を取り付けたまま実施した。次いで、水中から取り出した各フィブロイン繊維を、０．８ｇの鉛錘を取り付けたまま、室温で２時間おいて乾燥させた。乾燥後、各フィブロイン繊維の長さ（湿潤状態から乾燥した際のフィブロイン繊維の長さ）を測定した。得られた測定値から、下記式（１）、式（４）及び式（５）に従って、各フィブロイン繊維の復元率、伸長率及び収縮率Ｃを算出した。
式（１）：復元率＝（湿潤状態から乾燥した際のフィブロイン繊維の長さ／湿潤状態となる前のフィブロイン繊維の長さ）×１００（％）
式（４）：伸長率＝｛（湿潤状態のフィブロイン繊維の長さ／湿潤状態となる前のフィブロイン繊維の長さ）－１｝×１００（％）
式（５）：収縮率Ｃ＝｛１－（湿潤状態から乾燥した時のフィブロイン繊維の長さ／湿潤状態のフィブロイン繊維の長さ）｝×１００（％）
形状が付与される前のフィブロイン繊維、及び、試験例１、又は試験例２－１で得られた、カールした形状が付与されたフィブロインの乾燥状態での長さ（湿潤状態にする前のフィブロイン繊維の長さ）をそれぞれ測定した。次いで、各フィブロイン繊維に０．８ｇの鉛錘を取り付け、その状態でフィブロイン繊維を４０℃の水に１０分間浸漬した。その後、水中で各フィブロイン繊維の長さ（湿潤状態にした際のフィブロイン繊維の長さ）を測定した。水中での各フィブロイン繊維の長さ測定は、各フィブロイン繊維の縮れを無くすために、各フィブロイン繊維に０．８ｇの鉛錘を取り付けたまま実施した。次いで、水中から取り出した各フィブロイン繊維を、０．８ｇの鉛錘を取り付けたまま、室温で２時間おいて乾燥させた。乾燥後、各フィブロイン繊維の長さ（湿潤状態から乾燥した際のフィブロイン繊維の長さ）を測定した。得られた測定値から、下記式（１）、式（４）及び式（５）に従って、各フィブロイン繊維の復元率、伸長率及び収縮率Ｃを算出した。
式（１）：復元率＝（湿潤状態から乾燥した際のフィブロイン繊維の長さ／湿潤状態となる前のフィブロイン繊維の長さ）×１００（％）
式（４）：伸長率＝｛（湿潤状態のフィブロイン繊維の長さ／湿潤状態となる前のフィブロイン繊維の長さ）－１｝×１００（％）
式（５）：収縮率Ｃ＝｛１－（湿潤状態から乾燥した時のフィブロイン繊維の長さ／湿潤状態のフィブロイン繊維の長さ）｝×１００（％）
【0258】
形状が付与される前のフィブロイン繊維、及び、カールした形状が付与された各実施例のフィブロイン繊維は、２～１７％の伸長率、２～１７％の収縮率Ｃ、及び９５～１００％の復元率を示した。すなわち、これらフィブロイン繊維は、湿潤状態にした際に伸長し、かつ湿潤状態から乾燥した際に収縮するという特性を示した。
【符号の説明】
【0259】
１…押出し装置、２…未延伸糸製造装置、３…湿熱延伸装置、４…乾燥装置、６…ドープ液、１０…紡糸装置、２０…凝固液槽、２１…延伸浴槽、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、７０…フィブロイン繊維、７５…芯材。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【配列表】