极性溶剂溶液及其制造方法与流程

文档序号：13809385阅读：556来源：国知局

本发明涉及在极性溶剂中溶解有含聚氨基酸的溶质的极性溶剂溶液及其制造方法。

背景技术：

二甲基亚砜(dmso)等极性溶剂由于易于溶解聚合物等物质，因此被用作丙烯酸纤维的聚合、纺纱液或聚酰亚胺的聚合溶剂等。本申请人在专利文献1～2中提出了将所述极性溶剂用作蛛丝蛋白及蚕丝蛋白等多肽的溶剂。另外，本申请人在这些专利文献1～2中还提出了通过在极性溶剂中添加无机盐，可提高多肽的溶解性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5427322号公报

专利文献2：日本专利第5584932号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术问题

但是，溶解有蛛丝蛋白及蚕丝蛋白等多肽的二甲基亚砜(dmso)等极性溶剂溶液有由于管理的方式不同而粘度降低的情况，作为纺纱或膜等的纺丝原液使用时，从进行稳定的纺纱或流延的观点出发，仍有改善的余地。

本发明提供作为纺纱或膜等的纺丝原液使用时，能够进行稳定的纺纱或流延的极性溶剂溶液及其制造方法。

用于解决技术问题的手段

本发明涉及一种极性溶剂溶液，其特征在于，其为在极性溶剂中溶解有含聚氨基酸的溶质的极性溶剂溶液，其中，所述溶液含有无机盐，所述溶液中的水分与无机盐的摩尔比(水分/无机盐)的值为2.5×m×n(m为形成无机盐的阳离子的数、n为该阳离子的电荷数)以下。

另外，本发明还涉及一种极性溶剂溶液的制造方法，其特征在于，其为在极性溶剂中溶解有含聚氨基酸的溶质的极性溶剂溶液的制造方法，其中，通过在所述溶液中添加无机盐且改变所述溶液中的水分的含量和所述无机盐的含量中的至少任一个，调节所述溶液的粘度。

另外，本发明还涉及一种极性溶剂溶液的制造方法，其特征在于，其为在极性溶剂中溶解有含聚氨基酸的溶质的极性溶剂溶液的制造方法，其中，通过在所述溶液中添加无机盐且减少所述溶液中的水分的含量，增加所述溶液的粘度。

发明效果

本发明的极性溶剂溶液通过使极性溶剂中溶解有含聚氨基酸的溶质和无机盐的极性溶剂溶液中的水分与无机盐的摩尔比(水分/无机盐)的值为2.5×m×n以下，可以使粘度容易地达到所期望的值，由此在作为纺纱或膜等的纺丝原液使用时等，可以进行稳定的纺纱或流延。另外，根据本发明的制造方法，通过在所述溶液中添加无机盐、另外改变在极性溶剂中溶解有含聚氨基酸的溶质和无机盐的极性溶剂溶液中的水含量和无机盐含量中的至少任一个，调整所述溶液的粘度，由此可以获得能够进行稳定的纺纱或流延的极性溶剂溶液。

附图说明

图1为表示本发明的数个实施例和数个比较例的纺丝原液的水和licl的添加量与粘度的关系的曲线图。

图2为表示本发明的另外数个实施例中的纺丝原液的有无水分和licl的添加量与粘度的关系的曲线图。

图3为表示本发明的数个实施例中的纺丝原液在不同温度下的h2o/licl摩尔比与粘度的关系的曲线图。

图4为表示本发明的数个实施例中的纺丝原液在不同温度下的h2o/cacl2摩尔比与粘度的关系的曲线图。

具体实施方式

本发明者们发现，聚氨基酸(特别是多肽)自身、极性溶剂中溶解有含所述聚氨基酸的溶质的极性溶剂溶液均易于吸湿，当发生吸湿时，有粘度降低等的问题。另外，本发明者们还发现，通过在所述溶液中含有无机盐，不仅聚氨基酸(特别是多肽)的溶解度提高，而且所述溶液即使吸收一定程度的水分也可高度维持粘度，此外通过减少所述溶液中的水含量，可以以所述溶液中的无机盐含量更少的状态高度维持所述溶液的粘度。由此，为了将所述溶液的粘度稳定地维持在所期望的值，想到将包含因溶质所含的聚氨基酸(特别是多肽)而带入到所述溶液中的水分的所述溶液中的水含量抑制得较低或增减无机盐含量，使所述溶液中的水含量与无机盐含量的比率为特定的值。

所述溶液中含有(添加)1种或多种无机盐，当所述溶液中含有多种无机盐时，所述溶液中的水分与无机盐的摩尔比(水分/无机盐)的值用所述溶液中所含的多种无机盐的总摩尔数计算。换言之，所述溶液中含有(添加)多种无机盐时，按照所述溶液中的水分与无机盐的摩尔比(水分/无机盐)的值达到2.5×m×n以下的方式，调整多种无机盐各自在所述溶液中的含量。需要说明的是，本说明书中，有时也将所述极性溶剂溶液称作纺丝原液。以下，主要以作为聚氨基酸代表例的多肽为例进行说明。

另外，所述溶液中的水分与无机盐的摩尔比(水分/无机盐)的值优选为2.0×m×n(以下记为数学式1)以下。由此，因所述溶液中的无机盐或水分的含量变化所导致的所述溶液的粘度变动量变得更大，因此仅改变所述溶液中的无机盐含量或水含量，可以使所述溶液的粘度更容易地达到所期望的值。其中，所述数学式1中，m表示的形成无机盐的阳离子数量优选为1、n表示的阳离子的电荷数优选为1或2。由此，可以使所述溶液的粘度更容易且确实地达到所期望的值。

为了减小所述溶液中的水分与无机盐的摩尔比的值，优选降低所述溶液中的水含量。这样做可以减少无机盐的用量。因此，本发明的极性溶剂溶液的制造方法中，优选通过在所述溶液中添加无机盐、且减少所述溶液中的水分的含量，使所述溶液的粘度增加。由此，可以在使所述溶液的粘度达到所期望的值的同时，减少所述溶液中的无机盐含量。其结果，作为纺纱或膜等的纺丝原液使用时等，可以进行稳定的纺纱或流延，同时可以有效地抑制因无机盐的过量使用所导致的成本增大。

进而，本发明的制造方法中，通过改变所述溶液中的水含量和无机盐的含量中的任何一个、或者通过仅减少所述溶液中的水含量，使所述溶液中的水分与无机盐的摩尔比(水分/无机盐)的值优选达到2.5×m×n以下、更优选达到2.0×m×n以下。由此，可以在抑制无机盐的添加量的同时，更确实地使所述溶液的粘度达到所期望的值，其结果可以谋求进一步的成本降低。

本发明的制造方法中，用于减少所述溶液中的水含量的调整可以如下实现：例如预先对所述溶质或溶剂进行加热干燥或真空干燥，对所述溶液在制造时和储存时的至少任一情况下的环境气体的相对湿度进行调整，或者对所制造的所述溶液进行加热、使水分蒸发，或者使用以沸石为代表的各种吸湿剂(吸湿材料)等进行吸湿等，或者适当地组合这些操作等，从而实现。其中，作为用于减少所述溶液中的水含量的调整方法，优选采用在使所述溶质溶解于所述溶剂之前、对其干燥的方法。由此，可以更确实且有效率地减少所述溶液中的水含量。另外，通过环境气体的相对湿度的调整来改变所述溶液中的水含量时，有利的是使所述溶液在制造时和储存时的至少任一情况下的环境气体的相对湿度保持在1.3％rh以下的条件。为了使环境气体保持在相对湿度为1.3％rh以下的条件，优选在所谓的干燥室内进行溶液制作或保存等处理。

本发明中，以所述溶液为100质量％时，所述溶液中的水含量优选为0.6质量％以上且9.1质量％以下。更优选的水含量为0.6质量％以上且8.8质量％以下、进一步优选的水含量为0.8质量％以上且8.8质量％以下。所述溶液中的水含量为所述范围时，可以使所述溶液中的水分与无机盐的摩尔比(水分/无机盐)的值更确实地达到2.5×m×n以下，由此通过仅减少所述溶液中的无机盐含量，不仅可以稳定且确实地使所述溶液的粘度达到所期望的值，而且可以有利地确保通过规定摩尔比而发挥的所述特征。

本发明中能够使用的极性溶剂优选含有选自由(i)二甲基亚砜(dmso)、(ii)n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、(iii)n,n-二甲基乙酰胺(dma)及(iv)n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)组成的组中的至少1种非质子性极性溶剂。其原因在于，这些极性溶剂易于使含有多肽的溶质溶解。另外，本发明中能够使用的极性溶剂中除了包括所述非质子性极性溶剂之外、还包括含有六氟异丙醇(hfip)或甲酸、各种醇(例如甲醇、乙醇、2-丙醇等碳数为1～6的低级醇)等质子性极性溶剂的情况。其中，所述极性溶剂在使所述极性溶剂的整体为100质量％时，优选使选自所述(i)～(iv)中的溶剂的总量的比例为10～100质量％的范围内的值。由此，可提高含有多肽的溶质的溶解度。

作为本发明中能够使用的无机盐，例如可举出以下所示的由路易斯酸与路易斯碱构成的无机盐。路易斯碱例如可以是含氧酸离子(硝酸离子、过氯酸离子等)、金属含氧酸离子(过锰酸离子等)、卤化物离子、硫氰酸离子、氰酸离子等。路易斯酸例如可以是碱金属离子、碱土类金属离子等金属离子、铵离子等多原子离子、络合离子等。作为无机盐的具体例子，可举出氯化锂、溴化锂、碘化锂、硝酸锂、过氯酸锂及硫氰酸锂等锂盐，氯化钙、溴化钙、碘化钙、硝酸钙、过氯酸钙及硫氰酸钙等钙盐，氯化铁、溴化铁、碘化铁、硝酸铁、过氯酸铁及硫氰酸铁等铁盐，以及氯化铝、溴化铝、碘化铝、硝酸铝、过氯酸铝及硫氰酸铝等铝塩，氯化钾、溴化钾、碘化钾、硝酸钾、过氯酸钾及硫氰酸钾等钾盐，氯化钠、溴化钠、碘化钠、硝酸钠、过氯酸钠及硫氰酸钠等钠盐，氯化锌、溴化锌、碘化锌、硝酸锌、过氯酸锌及硫氰酸锌等锌盐，氯化镁、溴化镁、碘化镁、硝酸镁、过氯酸镁及硫氰酸镁等镁盐，氯化钡、溴化钡、碘化钡、硝酸钡、过氯酸钡及硫氰酸钡等钡盐，氯化锶、溴化锶、碘化锶、硝酸锶、过氯酸锶及硫氰酸锶等锶盐等。其中，本发明中优选使用选自由碱金属卤化物、碱土类金属卤化物、碱土类金属硝酸盐及硫氰酸盐组成的组中的至少1种。作为碱金属卤化物，例如有licl、libr等，作为碱土类金属卤化物，例如有cacl2等，作为碱土类金属硝酸盐，例如有ca(no3)2等，作为硫氰酸盐，例如有nascn等。其中，licl由于可以高度地维持所述溶液的粘度，因此优选。

本发明中使用的无机盐以所述溶液中的水分与无机盐的摩尔比(水分/无机盐)的值达到2.5×m×n(m为形成无机盐的阳离子的数、n为该阳离子的电荷数)以下的量进行使用。本发明中使用的无机盐中，使用如licl或libr、nascn等那样阳离子的数为1、该阳离子的电荷数为1的无机盐时，所述溶液中的水分与无机盐的摩尔比(水分/无机盐)的值需要为2.5以下。另外，使用如cacl2或ca(no3)2等那样阳离子的数为1、该阳离子的电荷数为2的无机盐时，所述溶液中的水分与无机盐的摩尔比(水分/无机盐)的值需要为5.0以下。

以所述溶液为100体积％时，本发明中使用的无机盐优选在所述溶液中以总量计为1w/v％以上且15w/v％以下的比例含有。由此，可以使含多肽的溶质更确实地溶解在极性溶剂中。所述溶液中含有多种无机盐时，这些多种无机盐的含量也按照以总量计达到1w/v％以上且15w/v％以下的比例的方式进行调整。其中，w/v(质量/体积)％表示所述溶液的每单元体积(100ml)的无机盐的质量(g)的百分率。

本发明中使用的溶质只要含有聚氨基酸(特别是多肽)即可，并无特别限定。本说明书中，聚氨基酸是指多个氨基酸的氨基与羧基通过酰胺键聚合而成的聚酰胺化合物。作为聚氨基酸，构成聚酰胺化合物的氨基酸优选为15个以上、更优选为20个以上、进一步优选为30个以上、更进一步优选为100个以上、特别优选为500个以上。作为聚氨基酸，优选为6000个以下、更优选为5000个以下、进一步优选为3000个以下、特别优选为2000个以下。本说明书中使用的溶质例如可以单独使用聚氨基酸，或者也可将例如碳水化物或合成树脂等除聚氨基酸以外的物质中的1种或2种以上与多肽组合使用。另外，本说明书中使用的溶质例如可以单独使用多肽，或者也可将例如碳水化物或合成树脂等除多肽以外的物质中的1种或2种以上与多肽组合使用。该多肽优选是结构蛋白、更优选含有结晶区域。这种多肽在制成纤维或膜时，可以发挥高的强度或韧性。另外，结构蛋白是指与生物体的结构有关的蛋白、或者生物体所制造的构成结构体的蛋白，例如可举出丝蛋白、丝胶(sericin)、胶原、角蛋白、弹性蛋白、节肢弹性蛋白等。

所述多肽优选是蛛丝蛋白或蚕丝蛋白等丝蛋白，其中特别优选蛛丝蛋白。其原因在于，蛛丝蛋白与极性溶剂的亲和性高、易于溶解。

在以本发明的极性溶剂溶液为100质量％时，溶质(例如蛛丝蛋白)的浓度优选为2～50质量％、更优选为3～40质量％、特别优选为5～30质量％。通过为这种浓度，可以有效地防止极性溶剂溶液的粘度降低或过度提高。

另外，本发明的极性溶剂溶液的粘度优选在去除了杂质等无用之物或气泡等的状态下达到10～100000mpa·s、更优选达到15～20000mpa·s、进一步优选达到100～10000mpa·s。通过作为纺丝原液使用这种范围内的粘度的极性溶剂溶液，可以良好地进行湿式纺纱、膜流延成型。

本发明中，作为将含多肽的溶质溶解的极性溶剂优选使用的dmso特别有利地被用作例如溶解含蛛丝蛋白的溶质的溶剂。dmso的熔点为18.4℃、沸点为189℃，与现有方法中使用的六氟异丙醇(hfip)的沸点59℃、六氟丙酮(hfac)的沸点–26.5℃相比，沸点高很多。另外，dmso在一般产业领域中也被用作丙烯酸纤维的聚合、纺纱液，还被用作聚酰亚胺的聚合溶剂，因此是成本低廉且安全性得到确认的物质。

本发明中作为溶质所含的多肽示例的蛛丝蛋白可以是天然蛛丝蛋白、天然蛛丝蛋白来源或类似(以下称作来源)的蛋白，并无特别限定。另外，这里所说的天然蛛丝蛋白来源的蛋白是指具有与天然蛛丝蛋白所具有的氨基酸的重复序列相同或类似的氨基酸序列，例如可举出基因重组蛛丝蛋白或天然蛛丝蛋白的突变体、类似物或衍生物等。其中，所述蛛丝蛋白从强韧性优异的观点出发，优选是蜘蛛的大壶状腺所产生的大吐丝管拖丝蛋白或其来源的蛛丝蛋白。作为所述大吐丝管拖丝蛋白，可举出络新妇蛛(nephilaclavipes)来源的大壶状腺丝蛋白(spidroin)masp1或masp2、十字园蛛(araneusdiadematus)来源的adf3或adf4等。

所述蛛丝蛋白可以是蜘蛛的小壶状腺所产生的小吐丝管拖丝蛋白或其来源的蛛丝蛋白。作为所述小吐丝管拖丝蛋白，可举出络新妇蛛(nephilaclavipes)来源的小壶状腺蛛丝蛋白(spidroin)misp1或misp2。

另外，所述蛛丝蛋白还可以是蜘蛛的鞭状腺(flagelliformgland)所产生的横丝蛋白或其来源的蛛丝蛋白。作为所述横丝蛋白，例如可举出络新妇蛛(nephilaclavipes)来源的鞭毛状丝蛋白(flagelliformsilkprotein)等。

作为所述大吐丝管拖丝蛋白来源的蛛丝蛋白(多肽)，例如可举出含有2个以上、优选4个以上、更优选6个以上的式1：rep1-rep2(1)所示的氨基酸序列的单元的基因重组蛛丝蛋白。其中，所述基因重组蛛丝蛋白中，式(1)：rep1-rep2(1)所示的氨基酸序列的单元可相同，也可不同。

所述式(1)中，rep1表示主要由丙氨酸构成的(x1)p所示的聚丙氨酸区域、优选rep1表示聚丙氨酸。这里，p并无特别限定，优选表示2～20的整数，更优选表示4～12的整数。x1表示丙氨酸(ala)、丝氨酸(ser)或甘氨酸(gly)。(x1)p所示的聚丙氨酸区域中，丙氨酸的总残基数优选是该区域的氨基酸的总残基数的80％以上、更优选为85％以上。所述rep1中，连续排列的丙氨酸优选是2个残基以上、更优选是3个残基以上、进一步优选是4个残基以上、特别优选是5个残基以上。另外，所述rep1中，连续排列的丙氨酸优选是20个残基以下、更优选是16残基以下、进一步优选是12个残基以下、特别优选是10个残基以下。所述式(1)中，rep2为10～200个残基的氨基酸所构成的氨基酸序列，所述氨基酸序列中所含的甘氨酸、丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸及丙氨酸的总残基数相对于氨基酸残基数整体为40％以上、优选为50％以上、更优选为60％以上。

大吐丝管拖丝中，所述rep1在纤维内相当于形成结晶β片的结晶区域，所述rep2在纤维内相当于具有柔软性、大部分缺乏整齐排列的结构的无定形区域。进而，所述[rep1-rep2]相当于由结晶区域和无定形区域构成的反复区域(重复序列)，是拖丝蛋白的特征性序列。

作为含有2个以上所述式1：rep1-rep2(1)所示的氨基酸序列的单元的蛛丝蛋白，例如可举出具有序列号1、序列号2及序列号3中的任一个所示的氨基酸序列的adf3来源的基因重组蛛丝蛋白。序列号1所示的氨基酸序列是在n末端附加有由起始密码子、his10标签及hrv3c蛋白酶(人鼻病毒3c蛋白酶)识别位点构成的氨基酸序列(序列号4)的adf3的氨基酸序列中，将第1～13个反复区域增加至大约2倍、同时使其突变以使翻译在第1154个氨基酸残基处终止的序列。序列号2所示的氨基酸序列是在从ncbi数据库获得的adf3的部分氨基酸序列(ncbi的genebank的登记号：aac47010、gi：1263287)的氨基酸序列的n末端附加有由起始密码子、his10标签及hrv3c蛋白酶(人鼻病毒3c蛋白酶)识别位点构成的氨基酸序列(序列号4)的氨基酸序列。序列号3所示的氨基酸序列是在n末端附加有由起始密码子、his10标签及hrv3c蛋白酶(人鼻病毒3c蛋白酶)识别位点构成的氨基酸序列(序列号4)的adf3的氨基酸序列中，使第1～13个反复区域增加至大约2倍的产物。另外，作为含有2个以上所述式1：rep1-rep2(1)所示的氨基酸序列的单元的多肽，也可以使用由在序列号1、序列号2及序列号3中的任一个所示的氨基酸序列中取代、缺失、插入和/或附加有1个或多个氨基酸的氨基酸序列构成，并且具有由结晶区域和无定形区域构成的反复区域的多肽。

作为所述小吐丝管拖丝蛋白来源的蛛丝蛋白(多肽)，可举出含有式2：rep3-rep4-rep5(2)所示的氨基酸序列的基因重组蛛丝蛋白。所述式2中，rep3表示(gly-gly-z)s所示的氨基酸序列，rep4表示(gly-ala)l所示的氨基酸序列，rep5表示(ala)r所示的氨基酸序列。rep3中，z表示任意1个的氨基酸，特别优选是选自由ala、tyr及gln组成的组中的1个氨基酸。另外，rep3中s优选为1～4，rep4中l优选为0～4，rep5中r优选为1～6。

蜘蛛丝中，小吐丝管拖丝自蜘蛛巢的中心被绕成螺旋状，作为巢的补强材料使用，或作为包裹所捕获的猎物的丝使用。已知与大吐丝管拖丝相比，虽然抗拉强度差、但伸缩性更高。认为其原因在于，在小吐丝管拖丝中由于多个结晶区域由甘氨酸和丙氨酸交替连接的区域形成，因此与仅由丙氨酸形成结晶区域的大吐丝管拖丝相比，结晶区域的氢键更易于变弱。

作为所述横丝蛋白来源的基因重组蛛丝蛋白(多肽)，例如可举出含有式3：rep6(3)所示的氨基酸序列的基因重组蛛丝蛋白。所述式3中，rep6是指(u1)t或(u2)t所示的氨基酸序列。rep6中，u1是指gly-pro-gly-x-x(序列号12)所示的氨基酸序列、u2是指gly-pro-gly-gly-x(序列号13)所示的氨基酸序列。另外，u1及u2中，x是指任意1个的氨基酸，但优选是选自由ala、ser、tyr、gln、val、leu及ile组成的组中的1个氨基酸，更优选是选自由ala、ser、tyr、gln及val组成的组中的1个氨基酸，多个x可相同也可不同。另外，rep6中，t表示至少为4以上的数字，优选为10以上、更优选为20以上。

蜘蛛丝的一大特征在于，横丝不具有结晶区域而具有由无定形区域构成的反复区域。大吐丝管拖丝等中由于具有由结晶区域和无定形区域构成的反复区域，因此推测兼具高的应力和伸缩性。另一方面，对于横丝而言，虽然与大吐丝管拖丝相比、应力较差，但具有更高的伸缩性。认为其原因在于，横丝的大部分是由无定形区域构成的。

所述基因重组蛛丝蛋白(多肽)可以使用利用含有对编码成为基因重组对象的天然型蛛丝蛋白的基因的表达载体进行转化而得到的宿主进行制造。基因的制造方法并无特别限定，由蜘蛛来源的细胞利用聚合酶链反应(pcr)等对编码天然型蛛丝蛋白的基因进行扩增、克隆、或者化学地合成。基因的化学合成方法也无特别限定，例如可以根据自ncbi的网络数据库等获得的天然型蛛丝蛋白的氨基酸序列信息，利用pcr等对在aktaoligopilotplus10/100(gehealthcarejapan株式会社)等中自动合成的低聚核苷酸进行连接而合成。此时，为了容易地进行蛋白的纯化或确认，还可以合成对由在所述氨基酸序列的n末端附加有由起始密码子及his10标签构成的氨基酸序列的氨基酸序列所构成的蛋白进行编码的基因。作为所述表达载体，可以使用能够从dna序列表达蛋白的质粒、噬菌体、病毒等。作为所述质粒型表达载体，只要是目标基因在宿主细胞内进行表达、且其本身能够进行扩增即可，并无特别限定。例如作为宿主使用大肠杆菌rosetta(de3)时，可以使用pet22b(+)质粒载体、pcold质粒载体等。其中，从蛋白的生产率的观点出发，优选使用pet22b(+)质粒载体。作为所述宿主，例如可以使用动物细胞、植物细胞、微生物等。

实施例

以下使用实施例更为具体地说明本发明。其中，本发明并不限定于下述实施例。

＜各测定方法＞

(1)粘度：使用京都电子工业株式会社制的ems粘度计(ems-01s)进行测定。

(2)相对湿度：测定实验环境的温度和露点温度，使用公知的计算公式计算。

(3)纺丝原液中的水分率：使用京都电子工业株式会社制的混合法卡氏水分测定仪(hybridkarlfischermoisturetitrator，mkh-700)进行测定。

＜实验1＞

1.蛛丝蛋白的准备

＜基因合成＞

(1)adf3kai的基因的合成

自ncbi的网络数据库获得作为十字园蛛的2个主要拖丝蛋白之一的adf3(gi：1263287)的部分氨基酸序列，将对在该序列的n末端附加有由起始密码子、his10标签及hrv3c蛋白酶(人鼻病毒3c蛋白酶)识别位点构成的氨基酸序列(序列号4)的氨基酸序列(序列号2)进行编码的基因的合成委托给genscript公司。其结果，获得导入有由序列号5所示的碱基序列构成的adf3kai基因的puc57载体(在基因的5’末端正上游具有ndei位点及在5’末端正下游具有xbai位点)。之后，利用ndei及ecori对该基因进行限制酶处理，重组至pet22b(+)表达载体中。

(2)adf3kai-large的基因的合成

以adf3kai为模板，使用t7启动子引物(序列号8)和repxbai引物(序列号9)进行pcr反应，对adf3kai的基因序列中的5’侧一半的序列(以下记为序列a)进行扩增，重组至使用mightycloningkit(takara-bio株式会社制)预先用ndei及xbai对所述片段进行了限制酶处理的puc118载体中。同样，以adf3kai为模板，使用xbairep引物(序列号10)和t7终止子引物(序列号11)进行pcr反应，对adf3kai的基因序列中的3’侧一半的序列(以下记为序列b)进行扩增，重组至使用mightycloningkit(takara-bio株式会社制)预先用xbai、ecori对所述片段进行了限制酶处理的puc118载体中。分别利用ndei、xbai对导入有序列a的puc118载体进行限制酶处理，利用xbai、ecori对导入有序列b的puc118载体进行限制酶处理，通过切出凝胶，对序列a及序列b的目标dna片段进行纯化。使dna片段a、b及预先用ndei及ecori进行了限制酶处理的pet22b(+)进行连接反应，转化到大肠杆菌dh5α中。利用使用了t7启动子引物及t7终止子引物的克隆pcr，确认目标dna片段的插入后，从获得了目标尺寸(3.6kbp)的条带的克隆中提取质粒，利用使用了3130xlgeneticanalyzer(appliedbiosystems)的测序反应确认全碱基序列。其结果，确认了序列号6所示adf3kai-large的基因的构建。另外，adf3kai-large的氨基酸序列如序列号3所示。

(3)adf3kai-large-nrsh1的基因的合成

以导入有上述获得的adf3kai-large基因的pet22b(+)载体为模板，通过使用了primestarmutagenesisbasalkit(takara-bio株式会社制)的部位特异性突变导入，使adf3kai-large的氨基酸序列(序列号3)中的第1155个氨基酸残基甘氨酸(gly)所对应的密码子ggc突变成终止密码子taa，将序列号7所示的adf3kai-large-nrsh1的基因构建在pet22b(+)上。对于突变导入的准确性，通过使用了3130xlgeneticanalyzer(appliedbiosystems)的测序反应进行确认。其中，adf3kai-large-nrsh1的氨基酸序列如序列号1所示。

＜蛋白的表达＞

将含有上述获得的adf3kai-large-nrsh1的基因序列的pet22b(+)表达载体转化到大肠杆菌rosetta(de3)中。在含有氨苄青霉素的2ml的lb培养基中对所得单克隆培养15小时后，将该培养液1.4ml添加到含有氨苄青霉素的140ml的lb培养基中，在37℃、200rpm的条件下进行培养，至培养液的od600达到3.5。接着，将od600为3.5的培养液与50％葡萄糖140ml一起添加到含有氨苄青霉素的7l的2×yt培养基中，进一步培养至od600达到4.0。之后，在所得od600为4.0的培养液中添加异丙基-β-硫代半乳糖苷(iptg)至终浓度达到0.5mm，诱导蛋白表达。在iptg添加后经过2小时的时间点，对培养液进行离心分离，将菌体回收。使从iptg添加前和iptg添加后的培养液制备的蛋白溶液在聚丙烯酰胺凝胶中泳动，结果观察到依赖于iptg添加的目标尺寸(约101.1kda)的条带，确认目标蛋白表达。

＜纯化＞

(1)在离心管(1000ml)中添加表达adf3kai-large-nrsh1的蛋白的大肠杆菌的菌体约50g和缓冲液ai(20mmtris-hcl、ph7.4)300ml，使用混合器(ika公司制“t18basicultra-turrax”、等级2)将菌体分散后，使用离心分离机(kubota制的“model7000”)进行离心分离(11000g、10分钟、室温)，将上清舍弃。

(2)在通过离心分离获得的沉淀物(菌体)中添加300ml的缓冲液ai和3ml的0.1m的pmsf(用异丙醇进行溶解)，利用所述ika公司制的混合器(等级2)将其分散3分钟。之后，使用高压匀浆机(geanirosaovi公司制的“pandaplus2000”)将菌体反复粉碎3次。

(3)在经粉碎的菌体中添加含有3w/v％sds的缓冲液b(50mmtris-hcl、100mmnacl、ph为7.0)300ml，利用所述ika公司制的混合器(等级2)良好地分散后，利用振动器(taitec公司制、200rpm、37℃)搅拌60分钟。之后，利用所述kubota制的离心分离机进行离心分离(11000g、30分钟、室温)，将上清舍弃，获得sds洗涤颗粒(沉淀物)。

(4)按照达到100mg/ml浓度的方式，在含1m氯化锂的dmso溶液中混悬sds洗涤颗粒，在80℃下热处理1小时。之后，利用所述kubota制离心分离机进行离心分离(11000g、30分钟、室温)，将上清回收。

(5)准备相对于所回收的上清为3倍量的乙醇，在乙醇中添加已经回收的上清，在室温下静置1小时。之后，利用所述kubota制离心分离机进行离心分离(11000g、30分钟、室温)，对凝聚蛋白进行回收。接着，使用纯水对凝聚蛋白进行洗涤、利用离心分离将凝聚蛋白回收的工序反复进行3次之后，利用冷冻干燥机将水分除去，将冻干粉回收。所得冻干粉中的目标蛋白adf3kai-large-nrsh1(约56.1kda)的纯化度通过使用totallab(nonlineardynamicsltd.)对粉末的聚丙烯酰胺凝胶电泳(cbb染色)的结果进行图像分析，从而确认。其结果，adf3kai-large-nrsh1的纯化度约为85％。

2.纺丝原液的制备和粘度测定

对上述获得的蛛丝蛋白(粉体)进行真空干燥(全干)之后，将该全干状态的蛛丝蛋白分别以浓度为15质量％的比例溶解在分别预先准备了规定量的4个dmso溶剂中，另一方面，如下表1所示，在这4个溶解有蛛丝蛋白的dmso溶剂中溶解licl(无机盐)使得浓度达到4.0w/v％(质量/体积％)，同时以互不相同的量添加纯水(1个中仅溶解licl、未添加纯水)，制作含有licl且水含量(添加量)互不相同的4种纺丝原液(实施例1～4)。其中，这里所说的licl浓度4.0w/v％是指在溶液100ml中含有4g的licl。另外，与这些实施例1～4的纺丝原液不同，将所述获得的全干状态的蛛丝蛋白(粉体)分别以浓度为15质量％的比例溶解在分别预先准备了规定量的4个dmso溶剂中，另一方面，如下表1所示，在这4个溶解有蛛丝蛋白的dmso溶剂中的3个中以互不相同的量仅添加纯水，制作不含licl、水含量(添加量)互不相同的3种纺丝原液(比较例2～4)和既不含水分也不含licl的纺丝原液(比较例1)。其中，制作这些实施例1～4及比较例1～4这8种纺丝原液时，使用振动器用5小时的时间使蛛丝蛋白溶解在dmso溶剂中之后，将杂质和气泡除去。该处理全部在相对湿度为1.3％rh以下的干燥室中进行。保存也在相对湿度为1.3％rh以下的干燥室中进行。进而，在温度25℃下对这些实施例1～4的纺丝原液和比较例1～4的纺丝原液的各粘度进行测定。将它们的结果示于下述表1和图1中。

表1

由表1及图1可知，含有licl的实施例1～4的纺丝原液中，水含量越低、则粘度越高，水含量为0质量％的实施例1的粘度最高。不含licl的比较例1～4的纺丝原液也是水含量越低、则粘度越高，但在实施例1～4与比较例1～4之间，对相同水含量者进行比较时，前者比后者的粘度更高、而且随着水含量降低粘度的上升率的大小也是前者达到后者的同等以上。由此确认了，通过减少纺丝原液中的水含量，可以提高粘度，而且通过在纺丝原液中添加licl，可以更高地维持粘度。另外也确认了，使用实施例1～4的纺丝原液时，也可进行稳定的纺纱或流延。

另外，比较实施例4和比较例1时，它们的粘度成为相互间大致同等程度的大小。这表示若使纺丝原液中的水含量和licl含量同时为零，则获得粘度与水含量为3.0质量％、licl含量为4.0w/v％的纺丝原液为同等程度大小的纺丝原液。由此可以确认，在制造具有所期望的粘度的纺丝原液时，通过减少纺丝原液中的水含量，也可以减少无机盐在纺丝原液中的添加量。

＜实验2＞

该实验研究了有无水分及licl含量的差异与粘度的关系。将如上获得的全干状态的蛛丝蛋白(粉体)分别以浓度为15质量％的比例溶解在分别预先准备了规定量的3个dmso溶剂中，另一方面，如下表2所示，在这3个溶解有蛛丝蛋白的dmso溶剂中添加licl(无机盐)，制作水含量为零且licl含量互不相同的3种纺丝原液(实施例5～7)。这3种纺丝原液(实施例5～7)的制作全部在相对湿度为1.3％rh以下的干燥室中进行。保存也在相对湿度为1.3％rh以下的干燥室中进行。另外，与这些不同，将如上获得的全干状态的蛛丝蛋白(粉体)分别以浓度15质量％的比例溶解在分别预先准备了规定量的3个dmso溶剂中，另一方面，如下表2所示，在这3个溶解有蛛丝蛋白的dmso溶剂中添加水分和licl(无机盐)制造水含量为3质量％且licl含量互不相同的3种纺丝原液(比较例5、实施例8及9)。之后，在温度25℃下对所制作的实施例5～9和比较例5这6种纺丝原液的各粘度进行测定。将它们的结果示于下述表2和图2中。

表2

由表2及图2可以确认，若减少纺丝原液中的水含量，则可以提高纺丝原液的粘度，另外即便在纺丝原液中混入了水分，若添加更多的licl，则也可获得目标粘度的纺丝原液。这些结果真实地显示通过改变纺丝原液中的水含量或无机盐含量，可以容易地使纺丝原液的粘度变为所期望的粘度。

＜实验3＞

该实验研究了不同温度下纺丝原液的h2o/licl的摩尔比与粘度的关系。使用如上获得的实施例8及9和比较例5这3种纺丝原液，分别在25℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃的温度下测定这3种纺丝原液的粘度。结果如图3所示。

由图3所示可知，按照h2o/licl的摩尔比达到2.5以下的方式进行控制时，可以进一步增大因纺丝原液中的licl含量或水含量的变化所导致的粘度变动量，由此仅改变纺丝原液中的licl含量或水含量，可以容易地使纺丝原液的粘度达到所期望的值。

＜实验4＞

该实验研究了不同温度下纺丝原液的h2o/cacl2的摩尔比与粘度的关系。除了代替licl使用cacl2作为无机盐以外，利用与制作所述实施例8、9及比较例5这3种纺丝原液时相同的方法，制作3种纺丝原液(实施例10、比较例6、比较例7)，之后，分别在25℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃的温度下测定含有3.0质量％的水分和1.0w/v％的cacl2的纺丝原液(比较例6)、含有3.0质量％的水分和4.0w/v％的cacl2的纺丝原液(比较例7)、含有3.0质量％的水分和8.0w/v％的cacl2的纺丝原液(实施例10)这3种纺丝原液的粘度。结果如图4所示。将比较例6、比较例7及实施例10的纺丝原液的h2o/cacl2的摩尔比示于下述表3中。

表3

由图4可知，按照h2o/cacl2的摩尔比达到5.0以下的方式进行控制时，可以进一步增大因纺丝原液中的cacl2含量、水含量的变化所导致的粘度变动量，由此仅改变纺丝原液中的cacl2含量或水含量，即可容易地使纺丝原液的粘度达到所期望的值。

产业上的可利用性

本发明的极性溶剂溶液在湿式纺纱、膜流延、凝胶、颗粒、网状物、各种成型物中是有用的。

序列表自由文本

序列号1～4、12、13氨基酸序列

序列号5～7碱基序列

序列号8～11引物序列

序列表

<110>丝芭博株式会社

<120>极性溶剂溶液及其制造方法

<130>h4383

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