Advance

TAKEDA Toru

    Department of Advanced Bioscience　Associate Professor
Last Updated :2024/04/23

Researcher Information

Degree

  • (BLANK)
  • (BLANK)

URL

J-Global ID

Research Interests

  • glutathione   tellurium   selenium   reactive oxygen species   phytoremediation   trace elements   bio metal   Plant Metabolic Biochemistry   

Research Areas

  • Life sciences / Plant nutrition, soil science

Education

  •        - 1991  Kindai University  Graduate School of Agriculture  農芸化学
  •        - 1991  Kinki University  Graduate School, Division of Agriculture
  •        - 1989  Kindai University  Faculty of Agriculture  食品栄養
  •        - 1989  Kinki University  Faculty of Agriculture

Association Memberships

  • JAPAN SOCIETY FOR BIOMEDICAL RESEARCH ON TRACE ELEMENTS   日本植物生理学会   日本農芸化学会   日本ビタミン学会   

Published Papers

  • Selenium is involved in the detoxification of methylglyoxal in Arabidopsis seedlings.
    TAKEDA Toru
    Biomedical Research on Trace Elements 27 (1) 125 - 131 2016/06 [Refereed]
  • TAKEDA Toru; KONDO Ken; UEDA Kazunori; IIDA Akira
    Biomedical Research on Trace Elements 27 (1) 8 - 14 2016/04 [Refereed]
  • Toru Takeda
    Biochemistry and Biophysics Reports Elsevier 4 39 - 43 2405-5808 2015/12 [Refereed]
     
    Glutathione peroxidase (GPX) plays a pivotal role in the protection of cells against oxidative damage. The green alga Chlamydomonas reinhardtii expresses both selenocysteine-containing GPX and the non-selenium GPX homolog (GPXH). We previously reported that supplementation of selenium to algal culture induces GPXH to exhibit GPX activity. Here we investigated the incorporation of selenium into GPXH and its causal relationship with the upregulation of the enzymatic activity. GPXH was purified from algal cells grown with selenium and proteolytically digested into four fragments. Selenium content analysis for these proteolytic fragments confirmed that GPXH-incorporated selenium is predominantly enriched in a fragment that carries the putative catalytic residue Cys-38. We next constructed three kinds of engineered GPXH proteins by substituting Ser for one of three Cys residues in native GPXH, Cys-38, -66, and -84, using a bacterial overexpression system, resulting in Cys38Ser, Cys66Ser, and Cys84Ser derivatives, respectively. Of these, the Cys66Ser and Cys84Ser derivatives exhibited the same level of selenium-dependent GPX activity as the normal recombinant GPXH, whereas the Cys38Ser mutant GPXH not only lost its activity completely but also demonstrated severely impaired incorporation of selenium. These findings strongly suggest that selenium is post-translationally assimilated into the Cys-38 of the GPXH protein, thereby enhancing its enzymatic activity.
  • Toru Takeda; Yuki Fukui
    BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY TAYLOR & FRANCIS LTD 79 (10) 1579 - 1586 0916-8451 2015/10 [Refereed]
     
    We explored functional significance of selenium (Se) in Arabidopsis physiology. Se at very low concentrations in cultivation exerted a considerable positive effect on Arabidopsis growth with no indication of oxidative stress, whereas Se at higher concentrations significantly suppressed the growth and brought serious oxidative damage. Respiration, ATP levels, and the activity of NAD-dependent glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (NAD-GAPDH) were enhanced in Arabidopsis grown in the medium containing 1.0 mu M Se. Addition of an inhibitor of glutathione (GSH) synthesis to the medium abolished both of the Se-dependent growth promotion and NAD-GAPDH up-regulation. Assay of NAD-GAPDH purified from seedlings subjected to Se interventions raised the possibility of a direct connection between the activity of this enzyme and Arabidopsis growth. These results reveal that trace amounts of Se accelerate Arabidopsis growth, and suggest that this pro-growth effect of Se arises enhancing mitochondrial performance in a GSH-dependent manner, in which NAD-GAPDH may serve as a key regulator.
  • Satoshi Tanaka; Kazunori Ikeda; Hitoshi Miyasaka; Yuzo Shioi; Yoshimi Suzuki; Masahiro Tamoi; Toru Takeda; Shigeru Shigeoka; Kazuo Harada; Kazumasa Hirata
    JOURNAL OF BIOSCIENCE AND BIOENGINEERING SOC BIOSCIENCE BIOENGINEERING JAPAN 112 (5) 462 - 468 1389-1723 2011/11 [Refereed]
     
    Methyl viologen (MV) causes severe oxidative stress by generating superoxide in the photosystem. The marine Chlamydomonas strain W80 is highly tolerant to MV (inhibitory concentration 50% [IC(50)]= 110 mu M), and another marine Chlamydomonas strain HS5 shows also relatively a high tolerance (IC(50) = 12 mu M). These two marine strains and a freshwater Chlamydomonas reinhardtii, which is highly sensitive to MV (IC(50) = 0.03 mu M), were compared with respect to their reactive oxygen species (ROS) eliminating enzymes (superoxide dismutase,catalase,glutathione peroxidase, and ascorbate peroxidase), intracellular free amino acids, and antioxidant activities of the cell extracts. The marked difference between the marine Chlamydomonas strains and C. reinhardtii is the much higher (more than 5 fold) ascorbate peroxidase (APX) activity in the marine strains. The marine strains also kept the high APX activities (more than 100% of non-stressed condition) under the MV stressed condition, while the APX activity in C. reinhardtii was significantly decreased (36% of non-stressed condition) under the stressed condition, indicating that APX activity potentially contributes to the oxidative stress tolerance in Chlamydomonas. In addition, the levels of intracellular free proline, which is supposed to ameliorate oxidative stress, were several tens of times higher in the marine Chlamydomonas strains than in C. reinhardtii. (C) 2011, The Society for Biotechnology, Japan. All rights reserved.
  • Takanori Maruta; Yaka Ichikawa; Takahiro Mieda; Toru Takeda; Masahiro Tamoi; Yukinori Yabuta; Takahiro Ishikawa; Shigeru Shigeoka
    BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY TAYLOR & FRANCIS LTD 74 (7) 1494 - 1497 0916-8451 2010/07 [Refereed]
     
    To clarify the involvement of seven Arabidopsis homologs of rat L-gulono-1,4-lactone (L-GulL) oxidase, AtGulLOs, in the biosynthesis of L-ascorbic acid (AsA), transgenic tobacco cells overexpressing the various AtGuILOs were generated. Under treatment with L-GulL, the levels of total AsA in three transgenic tobacco cell lines, overexpressing AtGulLO2, 3, or 5, were significantly increased as compared with those in control cells.
  • Aqib Iqbal; Yukinori Yabuta; Toru Takeda; Yoshihisa Nakano; Shigeru Shigeoka
    FEBS JOURNAL WILEY-BLACKWELL PUBLISHING, INC 273 (24) 5589 - 5597 1742-464X 2006/12 [Refereed]
     
    Arabidopsis thaliana contains eight glutathione peroxidase (GPX) homologs (AtGPX1-8). Four mature GPX isoenzymes with different subcellular distributions, AtGPX1, -2, -5 and -6, were overexpressed in Escherichia coli and characterized. Interestingly, these recombinant proteins were able to reduce H(2)O(2), cumene hydroperoxide, phosphatidylcholine and linoleic acid hydroperoxides using thioredoxin but not glutathione or NADPH as an electron donor. The reduction activities of the recombinant proteins with H(2)O(2) were 2-7 times higher than those with cumene hydroperoxide. K(m) values for thioredoxin and H(2)O(2) were 2.2-4.0 and 14.0-25.4 mu M, respectively. These finding suggest that GPX isoenzymes may function to detoxify H(2)O(2) and organic hydroperoxides using thioredoxin in vivo and may also be involved in regulation of the cellular redox homeostasis by maintaining the thiol/disulfide or NADPH/NADP balance.
  • Ahmed Gaber; Kazuya Yoshimura; Takashi Yamamoto; Yukinori Yabuta; Toru Takeda; Hitoshi Miyasaka; Yoshihisa Nakano; Shigeru Shigeoka
    PHYSIOLOGIA PLANTARUM WILEY-BLACKWELL PUBLISHING, INC 128 (2) 251 - 262 0031-9317 2006/10 [Refereed]
     
    Glutathione peroxidase (GPX)-like proteins (GPX-1 and GPX-2) of Synechocystis PCC 6803 (S. PCC 6803) reduce unsaturated fatty acid hydroperoxides using NADPH, but not reduced glutathione (GSH), as an electron donor. Here, we generated transgenic Arabidopsis plants overexpressing S. PCC 6803 GPX-2 in the cytosol (AcGPX2) or chloroplasts (ApGPX2). The activities toward alpha-linolenic acid hydroperoxide in ApGPX2 and AcGPX2 plants were 6.5-11.5 and 8.2-16.3 nmol min(-1) mg protein(-1), respectively, while no activity (< 0.1 nmol min(-1) mg protein(-1)) was detected in the wild-type plants. Both transgenic lines (AcGPX2 and ApGPX2) showed enhanced tolerance to oxidative damage caused by treatment with H(2)O(2) (10 mM), Fe ions (200 mu M) or methylviologen (50 mu M) and environmental stress conditions, such as chilling with high light intensity (4 degrees C, 1000 mu mol photons m(-2) s(-1)), high salinity (100 mM NaCl) or drought. The degree of tolerance of the transgenic plants to all types of stress was correlated with the levels of lipid peroxide suppressed by the overexpression of S. PCC 6803 GPX-2. Under conditions of oxidative stress due to the H(2)O(2) treatment, the NADPH/(NADP(+) + NADPH) ratio in the transgenic plants was lower than that in the wild-type plants. The data reported here indicate that the expression of S. PCC 6803 GPX-2 contributes to the reduction in unsaturated fatty acid hydroperoxides using NADPH in situ under stress conditions in the transgenic plants.
  • K Yoshimura; K Miyao; A Gaber; T Takeda; H Kanaboshi; H Miyasaka; S Shigeoka
    PLANT JOURNAL BLACKWELL PUBLISHING LTD 37 (1) 21 - 33 0960-7412 2004/01 [Refereed]
     
    To evaluate the physiological potential of the defense system against hydroperoxidation of membrane-lipid components caused by environmental stresses in higher plants, we generated transgenic tobacco plants expressing a glutathione peroxidase (GPX)-like protein in the cytosol (TcGPX) or chloroplasts (TpGPX). The activities toward alpha-linolenic acid hydroperoxide in TcGPX and TpGPX plants were 47.5-75.3 and 32.7-42.1 nmol min(-1) mg(-1) protein, respectively, while no activity was detected in wild-type plants. The transgenic plants showed increased tolerance to oxidative stress caused by application of methylviologen (MV: 50 mum) under moderate light intensity (200 muE m(-2) sec(-1)), chilling stress under high light intensity (4degreesC, 1000 muE m(-2) sec(-1)), or salt stress (250 mM NaCl). Under these stresses, the lipid hydroperoxidation (the production of malondialdehyde (MDA)) of the leaves of TcGPX and TpGPX plants was clearly suppressed compared with that of wild-type plants. Furthermore, the capacity of the photosynthetic and antioxidative systems in the transgenic plants remained higher than those of wild-type plants under chilling or salt stress. These results clearly indicate that a high level of GPX-like protein in tobacco plants functions to remove unsaturated fatty acid hydroperoxides generated in cellular membranes under stress conditions, leading to the maintenance of membrane integrity and increased tolerance to oxidative stress caused by various stress conditions.
  • K Wada; T Tada; Y Nakamura; Y Yabuta; K Yoshimura; T Takeda; S Shigeoka; K Nishimura
    ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION D-BIOLOGICAL CRYSTALLOGRAPHY BLACKWELL MUNKSGAARD 58 (3) 559 - 561 0907-4449 2002/03 [Refereed]
     
    The stromal ascorbate peroxidase of tobacco plants was crystallized by the hanging-drop vapour-diffusion method using polyethylene glycol 4000 as a precipitant. The crystals belong to the orthorhombic space group P2(1)2(1)2(1), with unit-cell parameters a = 37.2, b = 76.8, c = 98.8 Angstrom. The calculated V-M value based on a monomer in the asymmetric unit is 2.2 Angstrom(3) Da(-1). A data set was successfully collected to 1.6 Angstrom resolution from a frozen crystal using synchrotron radiation of wavelength 1.0 Angstrom at KEK-PF, Japan.
  • Satoshi Sano; Satoshi Sano; Masami Ueda; Masami Ueda; Masami Ueda; Sakihito Kitajima; Toru Takeda; Shigeru Shigeoka; Norihide Kurano; Shigetoh Miyachi; Chikahiro Miyake; Akiho Yokota; Akiho Yokota
    Plant and Cell Physiology Japanese Society of Plant Physiologists 42 (4) 433 - 440 0032-0781 2001/04 
    Galdieria partita, a unicellular red alga isolated from acidic hot springs and tolerant to sulfur dioxide, has at least two ascorbate peroxidase (APX) isozymes. This was the first report to demonstrate that two isozymes of APX are found in algal cells. Two isozymes were separated from each other at the hydrophobic chromatography step of purification and named APX-A and APX-B after the elution order in the chromatography. APX-B accounted for 85% of the total activity. Both isozymes were purified. APXs from Galdieria were monomers whose molecular weights were about 28,000, similar to stromal APX of higher plants. APX-A cross-reacted with monoclonal antibody raised against APX of Euglena gracilis in immunoblotting, but APX-B did not, although the antibody can recognize ali other APXs tested. The amino-terminal sequences of APX-A and -B from Galdieria had some homology with each other but little homology with those from other sources. Their Kmvalues for ascorbate and hydrogen peroxide were comparable with those of APX from higher plants. Unlike the green algal enzymes, the donor specificities of Galdieria APXs were as high as those of plant chloroplastic APX. On the contrary, these APXs reduced tertiary-butyl hydroperoxide as an electron acceptor as APXs from Euglena and freshwater Chlamydomonas do. The inhibition of APX-A and -B by cyanide and azide, and characteristics of their light absorbance spectra indicated that they were heme peroxidases.
  • M Tamoi; A Murakami; T Takeda; S Shigeoka
    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-PROTEIN STRUCTURE AND MOLECULAR ENZYMOLOGY ELSEVIER SCIENCE BV 1383 (2) 232 - 244 0167-4838 1998/04 [Refereed]
     
    We have previously described that Synechococcus PCC 7942 cells contain two fructose-1,6-bisphosphatase isozymes, designated F-I and F-II the former belongs to a new type of fructose-1,6-bisphosphatase, while the latter is a typical enzyme similar to the cytosolic and chloroplastic forms from eukaryotic cells [Tamoi et al., Arch, Biochem. Biophys., 334, 1996, 27-36]. The genes of F-I and F-II were found in three species of cyanobacteria, Synechocystis PCC 6803, Anabaena 7120, and Plectonema boryanum according to the results of Southern hybridization with a probe from the S. 7942 F-I and F-II genes. In Western blotting, antibody raised against the S, 7942 F-I cross-reacted with a protein band corresponding to the F-I in each crude extract from cyanobacterial cells, whereas the antibody against F-II failed to cross-react with any protein band corresponding to the F-II. In cyanobacterial cells, only one form of F-I has been resolved by ion-exchange chromatography at same concentration of NaCl as shown in the F-I of S. 7942. The F-I from Synechocystis 6803 has been purified to electrophoretic homogeneity. The enzyme hydrolyzed both fructose 1,6-bisphosphate and sedoheptulose 1,7-bisphosphate. The apparent K-m values of the enzyme for fructose 1,6-bisphosphate and sedoheptulose 1,7-bisphosphate were 57 +/- 2.4 and 180 +/- 6.3 mu M, respectively. The enzyme activity was inhibited by AMP with a K-i value of 0.57 +/- 0.03 mM for fructose 1,6-bisphosphate and 0.35 +/- 0.02 mM for sedoheptulose 1,7-bisphosphate. The enzyme showed a molecular mass of 168 kDa which was composed of four identical subunits. The activities of FBPase and SBPase from the F-I were resistant to hydrogen peroxide up to 1 mM. The nucleotide sequence of the S. 6803 F-I gene showed an open leading frame of 1164 bp that encoded a protein of 388 amino acid residues (approx. molecular mass of 41.6 kDa). The deduced amino acid sequences had homologous sequences with the S. 7942 F-I. (C) 1998 Elsevier Science B.V.
  • Tamoi M; Murakami A; Takeda T; Shigeoka S
    Biochim. Biophys. Acta 1383 (2) 232 - 244 0005-2728 1998 [Refereed]
  • The H2O2-scavenging system and tolerance system to H2O2 in algae
    Takeda T; Ishikawa T; Shigeoka S
    "Frontiers of Reactive Oxygen Spacies in Biology and Madicine", Excerpta Medica. 143 - 146 1994 [Refereed]
  • Requirement for iron and its effect on ascorbate peroxidase in ┣DBEuglena(/)-┫DB ┣DBgracilis(/)-┫DB
    Ishikawa T; Takeda T; Shigeoka S; Hirayama O; Mitsunaga T
    Plant Science 93 25 - 29 1993 [Refereed]
  • Toru Takeda; Shigeru Shigeoka; T. Toshio; W. Witsunaga
    Phosphorus, Sulfur, and Silicon and the Related Elements 67 (1-4) 439 - 444 1563-5325 1992/04 [Refereed]
     
    Feeding of selenite to Chlamydomonas grown under illumination and ordinary air (0.03% CO2concentration) caused the activity of glutathione peroxidase (GHSP) to increase and reach a peak after 24 hr. The inhibitive effect of cycloheximide and immunochemical titration showed that the increase in GSHP activity results from an increase in the amount of protein. Transfer of Chlamydomonas cells either from low CO2to high CO2 (5%) or from the Light to the dark together with the addition of selenite stopped the increase of the enzyme activity, indicating that low CO2concentration in the atomosphere and high light intensity were also required for the induction of the GSHP with high activity. © 1992, Taylor & Francis Group, LLC. All rights reserved.
  • Effect of hydrogen peroixde on photosynthesis in green algae.
    Takeda T; Ishikawa T; Shigeoka S; Yokota A; Hirayama O; Mitsunaga T
    Cur. Res. Photosynth. 3 741 - 744 1992 [Refereed]
  • S SHIGEOKA; T TAKEDA; T HANAOKA
    BIOCHEMICAL JOURNAL PORTLAND PRESS 275 623 - 627 0264-6021 1991/05 [Refereed]
     
    The selenite-induced glutathione peroxidase in Chlamydomonas reinhardtii has been purified about 323-fold with a 10% yield, as judged by PAGE. The native enzyme had an M(r) of 67 000 and was composed of four identical subunits of M(r) 17 000. Glutathione was the only electron donor, giving a specific activity of 193.6-mu-mol/min per mg of protein. L-Ascorbate, NADH, NADPH, pyrogallol, guaiacol and o-dianisidine did not donate electrons to the enzyme. In addition to H2O2, organic hydroperoxides were reduced by the enzyme. The K(m) values for glutathione and H2O2 were 3.7 mM and 0.24 mM respectively. The enzyme reaction proceeded by a Ping Pong Bi Bi mechanism. Cyanide and azide had no effect on the activity. The enzyme contained approx. 3.5 atoms of selenium per mol of protein. On immunoprecipitation, Chlamydomonas glutathione peroxidase was precipitated and its activity was inhibited about 90% by the antibody raised against bovine erythrocyte glutathione peroxidase. The antibody also cross-reacted with the subunits of Chlamydomonas glutathione peroxidase in Western blotting SDS/PAGE. In terms of enzymic, physio-chemical and immunological properties, the experimental results demonstrate clearly that Chlamydomonas glutathione peroxidase resembles other well-characterized glutathione peroxidases from animal sources that contain selenium.
  • S SHIGEOKA; T TAKEDA; T HANAOKA; A YOKOTA; S KITAOKA; Y IIZUKA
    CURRENT RESEARCH IN PHOTOSYNTHESIS, VOLS 1-4 KLUWER ACADEMIC PUBL D615 - D618 1990 [Refereed]

Books etc

  • The H2O2-scavenging system and tolerance system to H2O2 in algae.
    "Frontiers of Reactive Oxygen Spacies in Biology and Madicine", Excerpta Medica 1994

Conference Activities & Talks

  • 植物におけるレアアースの新規生理機能の解明  [Not invited]
    松田 旭生; 飯田 諒; 西尾 直輝; 小嶋 えみり; 高貝 俊生; 武田 徹
    メタルバイオサイエンス研究会2020・生命金属に関する合同年会  2020/11
  • 植物由来セレン化タンパク質のセレン結合機構の解明  [Not invited]
    高貝 俊生; 小嵜 光夏; 武田 徹
    メタルバイオサイエンス研究会2020・生命金属に関する合同年会  2020/11
  • 毒性元素セレン・テルルが植物の抗酸化力に及ぼす影響  [Not invited]
    高貝俊生; 山本佳乃子; 塚田 良; 武田 徹
    2019年度日本土壌肥料学会関西支部会  2019/12
  • 植物におけるテルル酸取り込みと還元系の解明  [Not invited]
    武田 徹; 渡部翔太
    日本毒性学会メタルバイオサイエンス研究会  2019/11
  • 植物由来タンパク質の翻訳後セレン取り込み機構とその生理的意義の解明  [Not invited]
    高貝俊生; 辻 航平; 武田 徹
    2019/11
  • 植物における翻訳後修飾によるタンパク質へのセレン取り込み機構の生理的意義  [Not invited]
    高貝俊生; 辻 航平; 武田 徹
    第30回日本微量元素学会学術集会  2019/07
  • 環境浄化を目指した植物における亜テルル酸特異的還元系の解明  [Not invited]
    渡部翔太; 中條滉叡; 田中里奈; 新 晶帆; 武田 徹
    日本農芸化学会2019年度大会  2019/03
  • 植物における翻訳後セレン取り込みによるNAD依存GAPDHの活性化機構  [Not invited]
    武田 徹; 高貝俊生; 髙山せい花; 小竹未季子; 廣瀬啓自; 米田大輝
    日本農芸化学会2019年度大会  2019/03
  • ブロッコリースプラウトの生育に及ぼすセレン施肥の影響  [Not invited]
    高貝俊生; 廣瀬啓自; 米田大輝; 武田 徹
    日本土壌肥料学会関西支部会  2018/12
  • 植物由来タンパク質の翻訳後修飾によるセレン取り込みおよび機能向上  [Not invited]
    高貝俊生; 髙山せい花; 武田 徹
    日本毒性学会メタルバイオサイエンス研究会  2018/11
  • Post-translational activation of NAD-glyceraldehyde dehydrogenase by specific incorporation of selenium via glutathione in plant  [Not invited]
    TAKEDA Toru; TAKAGAI Toshiki; HIROSE Keiji; KOTAKE Mikiko; TAKAYAMA Sekika
    The 7th International Selenium Conference  2018/10
  • Analysis of selenite and tellurite reduction system in Sorghum bicolor.  [Not invited]
    TAKEDA Toru; WATABE Shota; CHUJO Hiroaki; ATARASHI Akiho; TANAKA Rina
    第29回日本微量元素学会学術集会  2018/07
  • Elucidating of activation mechanism of NAD-GAPDH selenization in broccolo.  [Not invited]
    TAKAGAI Toshiki; HIROSE Keiji; KOTAKE Mikiko; TAKAYAMA Seika; TAKEDA Toru
    第29回日本微量元素学会学術集会  2018/07
  • セレン蓄積植物におけるNAD依存GAPDHのセレンによる活性化機構  [Not invited]
    高貝俊生; 武田 徹
    日本農芸化学会2018年度大会  2018/03
  • ソルガムにおける亜テルル酸吸収と特異的還元系の解析  [Not invited]
    渡部翔太; 中條滉叡; 武田 徹
    日本農芸化学会2018年度大会  2018/03
  • 光合成生物における翻訳後セレン取り込みによる酵素タンパク質の活性化  [Invited]
    武田 徹
    大阪大学蛋白研セミナー  2017/11
  • Tellurite-induced oxidative damage in Sorghum bicolor  [Not invited]
    TAKEDA Toru; OTSU Shintaro; TAKAGAI Toshiki; WATABE Shouta
    第28回日本微量元素学会  2017/07
  • Tellurite reduction in Sorghum bicolor  [Not invited]
    TAKAGAI Toshiki; CHUJO Hiroaki; WATABE Shouta; TAKEDA Toru
    第28回日本微量元素学会  2017/07
  • Diversity of the physiological function of selenium in photosynthetic organisms  [Not invited]
    TAKEDA Toru
    第28回日本微量元素学会  2017/07
  • 植物におけるセレン・テルルの生理的意義について  [Not invited]
    武田 徹
    第３回セレン研究会  2017/05
  • セレン蓄積植物ブロッコリースプラウトにおける亜テルル酸還元系  [Not invited]
    武田 徹; 中馬康輔
    日本農芸化学会2017年度大会  2017/03
  • 植物のヒ素代謝におけるチオールおよびセレン化合物の役割  [Not invited]
    川村眞子; 武田 徹
    第15回近畿大学環境科学研究会  2016/08
  • 植物にとってレアアースは有効に機能するか？  [Not invited]
    弓戸晃司; 波多野慧悟; 武田 徹
    第15回近畿大学環境科学研究会  2016/08
  • セレン非蓄積および蓄積植物のグルコシノレート代謝に及ぼすセレンの影響  [Not invited]
    武田 徹
    第27回日本微量元素学会  2016/07
  • 植物におけるセレンの有用性はグルタチオン依存の系により発揮される  [Not invited]
    武田 徹; 田畑翔太郎
    第14回近畿大学環境科学研究会  2015/08
  • セレン蓄積植物における亜セレン酸および亜テルル酸の取り込みと代謝  [Not invited]
    武田 徹; 宇賀 司
    第26回日本微量元素学会  2015/07
  • セレン蓄積植物における亜テルル酸取り込みと代謝  [Not invited]
    武田 徹; 宇賀 司; 田畑翔太郎; 阪口利文
    日本農芸化学会2015年度大会  2015/03
  • 植物における16属元素セレンおよびテルルの代謝機構  [Not invited]
    宇賀 司; 武田 徹
    第13回近畿大学環境科学研究会  2014/08
  • セレン蓄積植物の細胞質における活性アルデヒド毒防御系  [Not invited]
    武田 徹; 伊藤 茜; 関根康平; 三宅さつき
    第12回近畿大学環境科学研究会  2013/08
  • 植物におけるメチルグリオキサール解毒系へのセレンの関与  [Not invited]
    武田 徹; 伊藤 茜; 松井孝拓; 関根康平; 藤原知也
    第24回日本微量元素学会  2013/06
  • ブロッコリー実生におけるセレン化合物の酸化ストレス感受性に及ぼす影響  [Not invited]
    武田 徹; 藤原知也; 関根康平
    日本農芸化学会2013年度大会  2013/04
  • シロイヌナズナへのセレン付与はメチルグリオキサール解毒系の活性化を導く  [Not invited]
    武田 徹; 三宅さつき; 関根康平
    第11回近畿大学環境科学研究会  2012/08
  • セレン強化ブロッコリーの酸化ストレス感受性  [Not invited]
    武田 徹; 三宅さつき; 北澤奈穂
    第23回日本微量元素学会  2012/07
  • メチルグリオキサール生成系および解毒系に及ぼすセレンの影響  [Not invited]
    武田 徹; 三宅さつき; 北澤奈穂
    日本農芸化学会2012年度大会  2012/03
  • シロイヌナズナにおけるセレン化酵素の存在と生理機能  [Not invited]
    武田 徹; 福井由記; 中水元樹; 近藤 健
    近畿大学環境科学研究会  2011/08
  • Effect of selenium on the antioxidative function in Karami daikon seedlings  [Not invited]
    武田 徹
    微量元素学会第22回大会  2011/07  京都テルサ  微量元素学会第22回大会
     
    ヒトや動物は必須微量元素のセレン（Se）を主に作物から摂取し、細胞内に取り込んだSeをグルタチオンペルオキシダーゼなどの重要な含セレンタンパク質の構成要素として利用する。一方、植物はSeを根から吸収し、セレンアミノ酸を合成するが、ヒトや動物のようにそれらを積極的に利用できない。しかし最近、Seによる重金属解毒作用や抗酸化作用など、植物におけるSeの積極的利用が示唆された。そこで本研究では、カラミダイコン実生の抗酸化機能に及ぼすSeの影響を、定常状態ならびに酸化ストレス条件下で検討した。播種後6日目のカラミダイコン実生におけるアスコルビン酸-グルタチオンサイクル関連酵素およびカタラーゼ活性に及ぼすSeの影響を調べたところ、グルタチオンレダクターゼ（GR）活性のみがSe付与植物で1.5倍上昇していたが、その他の酵素活性に有意な差は認められなかった。PQ処理後、コントロール植物において過酸化脂質およびスーパーオキシドラジカル（O2
  • セレンによるシロイヌナズナ細胞質型トリオースリン酸イソメラーゼの調節  [Not invited]
    武田 徹
    農芸化学会2011年大会  2011/03  京都女子大学  農芸化学会2011年大会
     
    セレン（Se）はヒトや動物にとって必須微量元素であるが、植物における生理機能の詳細は明らかになっていない。これまでに、我々はシロイヌナズナを微量のSeを含む培地で栽培すると、解糖系酵素のNAD依存グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼが活性化し、それに伴い、生育が増加傾向を示すことを明らかにしている。そこで今回、植物におけるSeの有効性を明らかにするために、細胞質型トリオースリン酸イソメラーゼ（TPI）の発現調節に及ぼすSeの影響について検討した。播種後9日から17日目まで、＋Se（1 μMセレン酸ナトリウムを含むMS培地で生育） のTPI活性は－Se（通常のMS培地で生育）のそれに比べて有意に増加した。特異抗体を用いてTPIタンパク質の変動を調べたところ、－Seに比べて＋SeのTPIタンパク質は14～37%増加していた。しかし、SeによるTPI mRNAの有意な増加は認められなかった。
  • 光合成生物におけるセレン化酵素の存在と生理的意義  [Not invited]
    武田 徹
    日本微量元素学会  2010/07  京都  日本微量元素学会
     
    緑藻Chlamydomonasをセレン存在下で培養すると、グルタチオンペルオキシダーゼ（GPX）活性が新たに発現する。しかし、本酵素は動物GPXと異なり、活性中心にシステイン（Cys38）を有するセレン非依存GPXであった。Cys38をセリンに変換した変異酵素を大腸菌内で発現させたところ、変異酵素はGPX活性を示さなかった。また、シロイヌナズナを微量のセレンを含む培地で生育させると、細胞質型NAD依存グリセルアルデヒド-3リン酸デヒドロゲナーゼの活性中心に相当するシステイン残基にセレンが取り込まれ、活性化することが明らかになった。
  • Beneficial effects of selenium as a micronutrient in Arabidopsis seedlings  [Not invited]
    武田 徹
    セレン国際会議2010  2010/06  京都  セレン国際会議2010
     
    セレン非集積植物であるシロイヌナズナにおけるセレンの有用性について、解糖系酵素に及ぼす影響、ATP生成および呼吸活性に及ぼすセレン栄養の影響より解説した。（英文）
  • カラミダイコンの細胞質局在NAD依存グリセルアルデヒド-3リン酸デヒドロゲナーゼに及ぼすセレンの影響  [Not invited]
    武田 徹; 村田朋久; 福井由記
    日本農芸化学会  2010/03  東京  日本農芸化学会
     
    カラミダイコンの細胞質型NAD依存グリセルアルデヒド-3リン酸デヒドロゲナーゼの活性と細胞内セレン濃度、および実生新鮮重量との相関性について報告した。
  • NAD依存グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼのセレン酸塩による翻訳後チオール基修飾  [Not invited]
    武田 徹; 福井由記; 村田朋久
    日本植物学会  2009/09  山形  日本植物学会
     
    シロイヌナズナ細胞質局在NAD依存グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼに翻訳後セレンがグルタチオンを介して取り込まれることを、質量分析の手法を用いて明らかにした。
  • シロイヌナズナにおける微量セレン栄養の有効性  [Not invited]
    武田 徹
    日本微量元素学会  2009/07  東京  日本微量元素学会
     
    セレン（Se）はヒトや動物にとって必須微量元素であるが、植物における生理機能は不明である。最近、植物においても微量のSeが生長を促進する可能性が報告されたが、維管束植物にとってSeが生存のために必要であるという証明はなされていない。本研究では、シロイヌナズナ（Arabidopsis thaliana cv. Columbia）実生を用いて、硫黄栄養との関連において、微量のセレン栄養が生育に及ぼす影響について検討した。また、微量セレン栄養が示した、細胞質局在のNADH依存グリセルアルデヒド-3リン酸デヒドロゲナーゼ（NADH-GAPDH）の活性化機構についても検討した。 シロイヌナズナを種々のセレン酸ナトリウムを含むMS培地に播種し、14～20日目の実生の新鮮重量および乾燥重量を測定した。その結果、0.5～5 ?Mセレン酸ナトリウムを含むMS培地で生育させた実生の新鮮重量および乾燥重量は、播種後16～19日目の間で明らかに増加傾向を示した。播種後17日目で比較したところ、1 ?Mセレン酸ナトリ
  • シロイヌナズナにおけるグルタチオンを介したNADH依存グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼへのセレンの取り込み  [Not invited]
    武田 徹; 石川美穂; 浦恵利香
    日本農芸化学会  2009/03  福岡  日本農芸化学会
     
    シロイヌナズナの細胞質局在のNADH依存グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼタンパク質へのセレンの取り込みが、in vivoで生じていることを明らかにした。
  • Enhanced susceptibility of Arabidopsis glutathione peroxidase AtGPX3 and 6 deficient mutants to abiotic stress.  [Not invited]
    武田 徹; 平松 智; 薮田行哲; 重岡 成; 大阪府立大学生命環境科学部; 大阪府立大学生命環境科学部
    日本農芸化学会  2007/03  東京  日本農芸化学会
     
    シロイヌナズナのグルタチオンペルオキシダーゼアイソザイム（GPX3、GPX6）を抑制させた変異株を作出し、それら変異株のストレス感受性が高まったことを明らかにした。
  • シロイヌナズナのNADH依存GAPDHに及ぼすセレンの影響  [Not invited]
    武田 徹; 井上京子; 重岡 成
    日本農芸化学会  2006/09  日本農芸化学会
     
    シロイヌナズナの細胞質局在のNADH依存GAPDHはセレンを酵素タンパク質中に取り込み、その結果、活性化されることを明らかにした。
  • 高等植物のグルタチオンペルオキシダーゼの分子特性 ～光合成生物のグルタチオンペルオキシダーゼの多様性～  [Not invited]
    武田 徹
    日本農芸化学会（シンポジウム）  2006/03  京都  日本農芸化学会（シンポジウム）
     
    藻類を含めた光合成生物において見出されているグルタチオンペルオキシダーゼアイソザイムの発現調節機構、分子特性および生理的意義について考察した。
  • Molecular characterization of glutathione peroxidase isozymes from Arabidopsis thaliana.  [Not invited]
    武田 徹; 中西一希; 村本 彩; 重岡 成; 大阪府立大学生命環境科学部; 大阪府立大学生命環境科学部
    日本農芸化学会  2006/03  京都  日本農芸化学会
     
    シロイヌナズナのチオレドキシン特異的グルタチオンペルオキシダーゼの分子特性を分子生物学的および酵素化学的手法を用いて明らかにした。
  • シロイヌナズナのNAD依存グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ活性に及ぼすセレンの影響  [Not invited]
    武田 徹; 平沼沙織; 重岡 成
    日本農芸化学会  2006/03  京都  日本農芸化学会
     
    シロイヌナズナを微量のセレン酸塩を含む培地で培養すると、細胞内にセレンを取り込み、解糖系酵素であるNAD依存グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼを活性化することを明らかにした。
  • 環境ストレス耐性植物の作出と利用  [Not invited]
    武田 徹
    水産学会（シンポジウム）  2005/06  大阪  水産学会（シンポジウム）
     
    活性酸素消去系を強化した形質転換植物の作出と、それら形質転換植物のストレス感受性について述べるとともに、食糧増産への応用などについて展望した。
  • 好塩性クラミドモナスの活性酸素消去系の特性およびそれを利用した形質転換植物の作出  [Not invited]
    武田 徹
    第40 回好塩微生物研究会（奈良）  2003/12  第40 回好塩微生物研究会（奈良）
     
    好塩性クラミドモナス（Chlamydomonas W80）のグルタチオンペルオキシダーゼ（GPX）は高等植物で見出されているGPX 樣タンパク質と異なり、高度不飽和脂肪酸ヒドロペルオキシドを分解した。また、本酵素遺伝子を細胞質あるいは葉緑体に導入した形質転換タバコは、パラコートストレス、塩および低温ストレスなどの膜障害を伴うストレスに対して耐性を示した。
  • 淡水性および好塩性クラミドモナスにおけるグルタチオン酸化還元系の比較  [Not invited]
    武田 徹
    ユーグレナ研究会（大阪）  2003/11  ユーグレナ研究会（大阪）
     
    淡水性クラミドモナス（Chlmydomonas reinhardtii C9 : C. C9）および好塩性クラミドモナス（Chlamydomonas W80）におけるグルタチオンペルオキシダーゼ（GPX）を含めたグルタチオン酸化還元系のセレン（Se）応答を比較検討し、C. C9GPX に特異的なSe 取込機構を考察した。その結果、C. C9GPX のSe 依存性は、ATP sulfurylaseによるSe 取込機構の活性化と翻訳後のSe 取込に関するGSH が有効に関与することが示唆された。
  • 水溶性ビタミンの食事摂取基準の妥当性の検討。X.ビタミンC  [Not invited]
    村上 恵; 武田 徹; 重岡 成
    日本ビタミン学会第55回大会（島根）  2003/05  日本ビタミン学会第55回大会（島根）
     
    被験者（男女共）には100mgのビタミンCを与えた。血漿中の総アスコルビン酸（AsA）量はHPLC.UV法により、尿中のAsA量はジニトロフェニルヒドラジン法により測定した。実験開始1日目の血漿中AsA量は男女とも、基準値39.7nmol/mL（0.70mg/dL）を下回っていたが、実験開始8日目には男女ともに基準値を上回った。すなわち、ビタミンCを毎日100mg摂取することにより、血漿中のAsA濃度は基準値に達することが明らかとなった。ビタミンC摂取量に対する尿中へのAsA排泄量の割合は、実験期間を通して男子で24～43％、女子で12～36％を推移した。尿中AsA排泄量は男女共に、9時から13時までが最も高いという日内変動を示した。従って、アスコルビン酸の尿中への排泄は投与（摂取時期？）に関係なく一定のリズムで行われていることが確認された。
  • 藻類におけるグルタチオンペルオキシダーゼのセレン依存性の違い  [Not invited]
    武田 徹; 重岡 成
    日本栄養・食糧学会大会（福岡）  2003/05  日本栄養・食糧学会大会（福岡）
     
    真核藻類のクラミドモナス（Chlamydomonas reinhardtii C9株、137c株、好塩性Chlamydomonas W80株）および原核ラン藻のSynechocystis PCC6803に存在するグルタチオンペルオキシダーゼ（GPX）のセレン依存性について検討した。Chlamydomonas reinhardtii C9株以外の藻類では、GPXタンパク質へのセレンの取込みと、それに伴う酵素活性の発現が認められなかった。
  • 藻類グルタチオンペルオキシダーゼタンパク質へのセレンの関与  [Not invited]
    武田 徹; 山本久美子; 重岡 成
    日本農芸化学会2003年度年会（東京）  2003/04  日本農芸化学会2003年度年会（東京）
     
    緑藻クラミドモナス（Chlamydomonas reinhadtii C9）において明らかになったグルタチオンペルオキシダーゼタンパク質への翻訳後のセレン（Se）の取込みは、高等植物や他の真核および原核藻類では認められない特有の機構であることが判明した。
  • 緑藻クラミドモナスのグルタチオンペルオキシダーゼタンパク質へのセレンの取込みによる活性発現  [Not invited]
    武田 徹; 重岡 成
    ユーグレナ研究会第18回研究集会（大阪）  2002/11  ユーグレナ研究会第18回研究集会（大阪）
     
    緑藻クラミドモナス（Chlamydomonas reinhardtii）のグルタチオンペルオキシダーゼ（GPX）はセレン（Se）含有タンパク質であるが、タンパク質へのSeの取込み機構と活性発現の関係については不明瞭である。その詳細について検討したところ、SeはクラミドモナスGPXの38番目のCys残基にセレニルジグルタチオン（GSSeSG）存在下、特異的に取込まれ、それにより生成したセレノール基により活性が発現することが明らかになった。
  • 緑藻クラミドモナスのグルタチオンペルオキシダーゼタンパク質へのセレンの取込みによる活性発現  [Not invited]
    武田 徹; 重岡 成
    日本農芸化学会関西支部大会（奈良）  2002/10  日本農芸化学会関西支部大会（奈良）
     
    緑藻クラミドモナス（Chlamydomonas reinhardtii）のグルタチオンペルオキシダーゼ（GPX）はセレン（Se）含有タンパク質であるが、タンパク質へのSeの取込みは動物GPXの場合と異なり、翻訳後に取込まれることが推測された。その詳細について検討したところ、SeはクラミドモナスGPXの38番目のCys残基に特異的に取込まれること、また、その際還元型グルタチオンと亜セレン酸塩により非酵素的に生成するセレニルジグルタチオン（GSSeSG）が必須であることが明らかになった。
  • 緑藻クラミドモナスのグルタチオンペルオキシダーゼへのセレンの取込み機構  [Not invited]
    武田 徹; 重岡 成
    第56回日本栄養・食糧学会大会（札幌）  2002/07  第56回日本栄養・食糧学会大会（札幌）
     
    微量元素のセレン（Se）は生体の健康保持・増進、疾病予防に重要な役割を担っている。その生理生化学的作用はグルタチオンペルオキシダーゼ（GPX）を主とするSe含有タンパク質の機能に依存している。緑藻クラミドモナスは生育の際に培地中から細胞内へSeを取込み、さらに特有の機構でGPXタンパク質のCys残基のチオール基に置換され、GPX活性を発現することが明らかになった。
  • 藻類グルタチオンペルオキシダーゼタンパク質へのセレンの取込みによる活性発現  [Not invited]
    武田 徹; 重岡 成
    第 8 回関西光合成研究会 （奈良）  2002/06  第 8 回関西光合成研究会 （奈良）
     
    緑藻クラミドモナス （Chlamydomonas reinhardtii） で認められるセレン （Se） に依存したグルタチオンペルオキシダーゼ （GPX） 活性の発現について検討した。 GPX への Se の取込みと活性発現は、 ネイティブおよびリコンビナント酵素で認められた。 いずれの場合も、 Se は翻訳後 GPX タンパク質の 38 番目の Cys 残基に特異的に取込まれていた。 GPX 様タンパク質を有するラン藻 Synechocystis PCC6803 では、 この機構による Se の取込みは認められなかった。
  • セレンのグルタチオンペルオキシダーゼタンパク質への取り込みによる活性発現  [Not invited]
    武田 徹; 辻本優子; 重岡 成
    日本植物生理学会 2002 年度年会および第 42 回シンポジウム （岡山）  2002/03  日本植物生理学会 2002 年度年会および第 42 回シンポジウム （岡山）
     
    緑藻クラミドモナス （Chlamydomonas reinhardtii） のグルタチオンペルオキシダーゼ （GPX） へのセレン （Se） の翻訳後の取り込みによる活性発現について検討した。 GPX への Se の取込みは酵素反応によるものではなく、 亜セレン酸塩とグルタチオン存在下で生成するセレニルジグルタチオン （GSSeSG） を介して、 翻訳後、 38 番目の Cys 残基に特異的に取込まれることが推測された。 また、 それにより 38 番目の Cys 残基に生成した S SeH 基により酵素活性が発現することが明らかになった。
  • クラミドモナスのグルタチオンペルオキシダーゼは活性発現にセレンを必要とする  [Not invited]
    武田 徹
    ユーグレ研究会第 17 回研究集会 （奈良）  2001/11  ユーグレ研究会第 17 回研究集会 （奈良）
     
    緑藻クラミドモナスのグルタチオンペルオキシダーゼ （GPX） タンパク質への翻訳後の Se の取込みと、 それに伴う GPX 活性の発現について、 リコンビナント酵素を用いて検討した。 クラミドモナス GPX タンパク質への Se の取込みは酵素的にではなく非酵素的に生じていることが推測された。 また、 Se の取込みは 38 番目のシステイン残基にのみ認められ、 Se 取込み後生成したセレノール基 （ Se H） が活性発現に必要であることが明らかになった。
  • 緑藻クラミドモナスのグルタチオンペルオキシダーゼの活性発現におけるセレンの取込み機構  [Not invited]
    武田 徹; 宮尾和洋; 重岡 成
    日本農芸化学会 2001 年度関西・西日本・中四国合同大会 （岡山）  2001/10  日本農芸化学会 2001 年度関西・西日本・中四国合同大会 （岡山）
     
    緑藻クラミドモナスのグルタチオンペルオキシダーゼ （GPX） タンパク質への翻訳後の Se の取込みと、 それに伴う GPX 活性の発現について検討した。 クラミドモナス GPX タンパク質への Se の取込みは非酵素的に生じていることが推測された。 また、 Se の取込みは 38 番目のシステイン残基にのみ認められ、 Se 取込み後生成したセレノール基 （ Se H） が活性発現に必要であることが明らかになった。
  • Selenium is required at the active site of glutathione peroxidase in Chlamydomonas reinhardtii  [Not invited]
    武田 徹
    12th International Congress on Photosynthesis （ブリスベン）  2001/08  12th International Congress on Photosynthesis （ブリスベン）
     
    緑藻クラミドモナス （Chlamydomonas reinhardtii） においてセレン （Se） により活性が発現するグルタチオンペルオキシダーゼ （GPX） タンパク質への Se の取込み機構についてリコンビナント酵素、 システイン残基をセリン残基に変異したリコンビナント変異酵素を用いて検討した。 その結果、 Se は Chlamydomonas reinhardtii GPX タンパク質の活性中心と推測される 38 番目のシステイン残基に、 翻訳後特異的に取込まれることが推測された。
  • クラミドモナスにおけるカルビンサイクル構成酵素の光活性化の欠損および過酸化水素耐性の分子機構  [Not invited]
    田茂井 政宏; 武田 徹; 深溝 慶; 重岡 成; 金星春夫; 宮
    日本農芸化学会関西支部第 420 回例会・ミニシンポジウム （大阪）  2001/07  日本農芸化学会関西支部第 420 回例会・ミニシンポジウム （大阪）
     
    真核藻類のクラミドモナスよりグリセルアルデヒド 3 リン酸デヒドロゲナーゼとセドヘプツロース 1， 7 ビスホスファターゼ遺伝子の単離および立体構造の推定を行い、 それら酵素の光活性化の欠損および過酸化水素耐性の分子機構を考察した。
  • 緑藻クラミドモナスのグルタチオンペルオキシダーゼの活性発現へのセレンの関与  [Not invited]
    武田 徹; 宮尾和洋; 重岡 成
    第 55 回日本栄養・食糧学会大会 (京都)  2001/05  第 55 回日本栄養・食糧学会大会 (京都)
     
    Chlamydomonas reinhardtii グルタチオンペルオキシダーゼ (GPX) の活性発現における Se の関与を明らかにするために､ 活性中心と推測される 38 番目の Cys ､ および 67 番目､ 84 番目の Cys をそれぞれ Ser に変換した点突然変異リコンビナント酵素 (C38S､ C67S､ C84S) を作成した｡ 精製した C38S には Se は含まれず､ Se に依存した酵素活性も検出されなかった｡ C67S および C84S にはコントロール (非変異酵素) と同様に Se 依存の GPX 活性が認められ､ カイネティクスも変化なかった｡
  • 緑藻クラミドモナスのグルタチオンペルオキシダーゼの活性発現機構におけるセレンの役割  [Not invited]
    武田 徹; 田茂井 政宏; 重岡 成
    日本植物生理学会 2001 年度年会 (福岡)  2001/03  日本植物生理学会 2001 年度年会 (福岡)
     
    緑藻 Chlamydomonas reinhardtii C9 (C. C9) のグルタチオンペルオキシダーゼ (GPX) の活性中心と予想される部位は Cys であるにも関わらず､ ネイティブおよびリコンビナント酵素において､ Se に依存した酵素活性の発現が認められた｡ そこで今回､ 点突然変異させたリコンビナント酵素を作成し､ C. C9 GPX の活性発現におけるセレンの役割について検討した｡ 活性中心と推測される 38 番目の Cys を Ser に変換した点突然変異リコンビナント酵素には Se に依存した酵素活性は認められなかった｡ 一方､ 他の 2 つの Cys 残基を変異させたそれぞれのリコンビナント酵素には､ Se 依存の GPX 活性が認められた｡ 以上のことから､ C. C9 GPX の Se 依存の活性発現は 38 番目の Cys 残基に生成したセレノール基に依存することが推測された｡
  • 好塩性クラミドモナス W80 株のグルタチオンペルオキシダーゼの分子特性と生理的意義  [Not invited]
    武田 徹; 米津彰人; 宮尾和洋; 重岡 成; 金星春夫; 宮
    日本農芸化学会 2001 年度大会 (京都)  2001/03  日本農芸化学会 2001 年度大会 (京都)
     
    好塩性クラミドモナス (Chlamydomonas W80: C. W80 株) のグルタチオンペルオキシダーゼ (GPX) の分子特性を検討するとともに､ 本酵素の生理的意義について考察した｡ C. W80 株 GPXcDNA から推測されるアミノ酸配列中には､ 活性中心以外の動物 GPX に保存されている触媒反応に必須の部位 (63 FPCDQFG HQ 71､ 125 WNF 127) が高度に保存されていた｡ ネイティブおよびリコンビナント酵素のリノール酸ヒドロペルオキシド､ α およびγ リノレイン酸ヒドロペルオキシドに対する Km 値はそれぞれ 82μM､ 91μM および 132μM であった｡ C. W80 株 GPX を発現させた大腸菌は 5 ％ NaCl による塩ストレスおよび 0.2mM パラコートによる酸化的ストレスに対して有意に耐性を示した｡
  • 複合環境ストレス耐性／多収量植物の創製  [Not invited]
    重岡 成; 宮川佳子; 武田 徹; 田茂井 政宏
    日本農芸化学会 2001 年度大会 (京都)  2001/03  日本農芸化学会 2001 年度大会 (京都)
     
    日本農芸化学会 2001 年度大会シンポジウム 多重遺伝子導入と工業原料植物の創成 において､ 最近の研究成果を中心に発表した｡

MISC

Research Grants & Projects

  • 環境浄化をめざした植物におけるセレン・テルルの代謝および集積機構の解明
    日本学術振興会：科学研究費 基盤研究(C)
    Date (from‐to) : 2016/10 -2019/03 
    Author : 武田 徹
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2008 -2010 
    Author : TAKEDA Toru
     
    Selenium (Se) has been recognized as an essential trace element for animal and human because it is an integral part of the enzyme glutathione peroxidase, a seleno enzyme that prevents oxidative damage to cells. In contrast, higher plants do not require Se, and the question of whether Se is an essential element to plants remains controversial. Previous reports suggest that trace amounts of Se may serve a role in antioxidative mechanisms and partially reduce the adverse effects of cadmium on the growth. The aim of this work was to investigate novel physiological function of Se and Se-dependent regulatory factor in Arabidopsis thaliana seedlings. The influence of Se (sodium selenate) supplementation in the range of 0.1-100 μM on the biomass of Arabidopsis plants was studied 18 days after sowing. A significant decrease in the shoot fresh weight of Arabidopsis seedlings was noted at greater than 50 μM. However, the fresh weight of the seedlings grown in the medium with 0.5-5 μM Se significantly increased over that of seedlings grown without Se. There was significant effect of Se supplementation on the ATP content and respiration, as compared with control plants. In Arabidopsis seedlings grown in the medium with 1 μM Se, NAD dependent glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase and triosephosphate isomerase activities were 1.5-fold higher than those in seedlings grown without Se.
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 1999 -2000 
    Author : 武田 徹
     
    種々の環境ストレス(強光、乾燥、酸化的ストレスなど)による障害のほとんどが活性酸素に起因しており、最終的に植物の物質生産の大きな律速因子となる。したがって、環境破壊や近未来に訪れる食糧危機に対して、環境ストレス耐性能および物質生産能を向上させた形質転換植物の創製が急務となっている。これまでに、当研究室では大腸菌カタラーゼ遺伝子(katE)を葉緑体に導入した形質転換タバコは乾燥/強光ストレス耐性を示すことを明らかにしている(FEBS Lett.,428,47-51,1998、蛋白質 核酸 酵素,575,623-724,1998)。そこで本研究では、如何なる環境ストレス条件下でも生育可能な植物(作物)を作製し、最終的に植物(作物)の生産能を向上させることを目的に、1)大腸菌カタラーゼ遺伝子(katE)導入タバコとH_2O_2耐性能を有するラン藻のカルビン-ベンソン回路の律速酵素FBP/SBPase遺伝子導入タバコの交配、2)H_2O_2耐性のラン藻のカルビン-ベンソン回路の構成酵素遺伝子を連結したベクターの構築を試みた。 (1)大腸菌カタラーゼおよびラン藻FBP/SBPaseの導入 katEを葉緑体に導入した形質転換タバコとラン藻FBP/SBPase遺伝子を葉緑体に導入した形質転換タバコの交配種(TKFS)を作出した。得られた交配種のうち2系統で両導入遺伝子fpb-、katE)をPCR法により確認した。その中で、TKFS-13のカタラーゼ活性およびFBPase活性は野生株の1.39±0.24倍、1.29±0.25倍に上昇していた。播種後10週目より通常の培養条件下(300μE/m2/s、25℃、RH60%)もしくは強光条件(1000μE/m2/s)下で栽培し、播種後14週目の両株の植物体の高さを測定し比較した。その結果、培養条件下での形質転換体の高さは野生株の1.4±0.1倍、強光条件下では1.6±0.1倍であった。 (2)カルビンサイクル関連酵素遺伝子の多重導入系の確立 多重遺伝子の導入系の確立は、プラスミドの構築など多くの点でこれまで困難とされてきた。我々はまずラン藻のFBP/SBPase、PRK、GAPDHをタバコ葉緑体内で効率よく発現させるために、それぞれの遺伝子上流にはトマトのRubiscoの小サブユニット遺伝子(rbcS)のプロモーターとトランジットペプチドのコード領域を、下流にはノパリンシンターゼ(nos)のターミネーターを連結した遺伝子カートリッジを構築した。さらに、これらのカートリッジをバイナリーベクターpBIKT121.1に連結した多重導入プラスミドの構築に成功した。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 1997 -1998 
    Author : 武田 徹
     
    本研究は、葉緑体のモデル型とされるラン藻synechococcusPCC7942のカタラーゼ-ベルオキシダーゼ遺伝子をタバコ葉緑体に導入し、最終的に活性酸素に起因する環境ストレスに耐性を有する植物の作出を目的としている。今年度得られた結果は以下に記すとおりである。 1. すでに当研究室で確立されているタバコ葉緑体への遺伝子導入法を用いて、まず、トマトリブロース-1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼスモールサブユニットのプロモーターおよびトランジットペプチドの下流にSynechococcusPCC7942のカタラーゼ-ペルオキシダーゼ遺伝子(katG)を連結したプラスミドを構築した。 2. 上記のプラスミドをAgrobacterium tumefacienceLBA4404を用いてリーフディスク法によりタバコ(Nicotiana tabacum cv.Xanllthi)に形質転換した。 3. カルス化および再分化した後、植物体にまで生育したタバコとして6検体得られた。これら6検体のうち、サザンハイプリダイゼーション、ノーザンハイブリダイゼーションおよびPCRによりキメラ遺伝子の導入が確認されたのは2検体であった。 4. 上記2検体の形質転換タバコのカタラーゼ活性はコントロールタバコ(野生株)に比べて1.4-2.3倍であった。また、Synechococcus PCC7942のカタラーゼ-ペルオキシダーゼに対するポリクローナル抗体を用いたウエスタンブロッティングより、これら2検体の形質転換タバコにカタラーゼ-ペルオキシダーゼタンパク質が発現していることが明きらかになった。 5. 上記2検体の形質転換タバコのリーフディスクを用いてパラコート耐性実験を行った。その結果、形質転換体は野生株に比べて明らかにパラコートに対して耐性であることが明らかになった。現在、上記2検体の当代(To)の植物体を自家受粉させT1世代を作製中である。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 1993 -1993 
    Author : 武田 徹
     
    本研究では、1)光合成生物で初めて見いだされたChlamydomonas reinhardtiiのグルタチオンペルオキシダーゼ(GSHP)の発現機構、2)GSHPと共役して機能するグルタチオンレダクターゼ(GSHR)の酵素学的および免疫学的性質、3)Chlamydomonasに存在するH_2O_2消去系酵素の役割分担を含めたH_2O_2消去系の機能を明かにした。 Chlamydomonasを亜セレン酸ナトリウム(3mg/l)を含む培地で培養すると既存のアスコルビン酸ペルオキシダーゼ(AsAP)が消失し代わりに動物特有と考えられていたGSHPが発現した。牛赤血球GSHPに対するポリクローナル抗体を作製し、これを用いて免疫滴定を行ったところ、セレン(Se)添加によるGSHP活性の上昇はタンパク質の合成によることが明らかになった。また、本酵素の誘導は高CO_2濃度(3-5% CO_2)や暗黒処理により著しく阻害された。このことからChlamydomonasGSHPは光合成偽循環型電子伝達系でO_2を介して生成されるH_2O_2の消去に有効に機能していることが示唆された(Plant Science,94,81-88(1993))。 ChlamydomonasのGSHRを精製し酵素学的性質を調べたところ、高等植物およびEuglenaのそれと類似していた。しかし、これまで報告されているGSHRは同一のサブユニットからなる2量体であるのに対し、ChlamydomonasのGSHRは分子量56kDaのモノマーであった。精製酵素はEuglenaおよびホウレンソウ葉のGSHRに対するポリクローナル抗体に反応した(J.Gen.Microbiol.,139,2233-22388(1993)). Chlamydomonas細胞に存在するH_2O_2消去酵素の局在性を検討したところ、Se添加(+Se)細胞に存在するGSHPはGSHRと共に細胞質に、Se無添加(-Se)細胞に存在するAsAPはAsA再還元系を構成する酵素と共に葉緑体に局在していた。H_2O_2消去酵素の役割分担についてみると、+Se細胞ではH_2O_2消去は主にGSHPにより行われていた。一方、-Se細胞では60%のH_2O_2がカタラーゼにより、 そして残りはAsAPにより消去されていた。また、Chlamydomonasより単離した無傷葉緑体を高酸素および強光下に置くと葉緑体外へのH_2O_2の移行が認められた(Plant Peroxidases:Biochemistry and Physiology,257-262(1993))。 研究成果は1993年に行われた国内(4回)および国際学会(植物ペルオキシダーゼ会議;デンマーク、国際植物学会;横浜)で発表し、上記の外国雑誌論文に掲載した。
  • 藻類における活性酸素代謝
  • The Active Oxygens-Scavenging System in Algae

Other link

researchmap


Copyright © MEDIA FUSION Co.,Ltd. All rights reserved.