FFC Ceramic Water(TM) Enhances Plant Apyrase Activity

The FFC ceramics(TM) from FFC Japan Co., Ltd. are now widely used in the fields of agriculture, fishery and food industry in Japan. Recently the FFC ceramic beads-based technology has been also applied to meet several environmental problems including pollution in sea, lakes and rivers. In this study the FFC ceramic water was tested for effect on plant enzyme, potato apyrase (EC 3.6.1.5; ATP-diphosphohydrolase), which hydrolyses nucleoside triphosphate (NTP) and -diphosphate (NDP) to produce corresponding nucleoside monophosphate (NMP) and inorganic phosphate (Pi). Addition of the FFC ceramic water to the enzyme reaction mixture markedly enhanced ATP-hydrolyzing activity, when used as ATP as substrate. However, the concomitant presence of Ca(2+) chelator, EGTA (O,O'-bis(2-aminoethyl)ethyleneglycol-N,N,N',N'-tetraacetic acid) with the FFC ceramic water, completely abolished the enzyme activation. In fact, exogenous calcium ion such as CaSO4 mimicked the FFC ceramic water. These results indicate that apyrase activation by the FFC ceramic water largely depends on calcium ions. On the other hand, when the FFC ceramic water prepared from "used" ceramics was tested for the apyrase activity, the enhanced effect on apyrase was decreased compared to the FFC ceramic water from "new" ones. This result, consistent with our present data covering concentration of calcium ions and conductivity, indicates that long and/or successive usage of the ceramic beads results in decrease of contents of released minerals, especially calcium ions. The apyrase-based enzyme assay presented here is probably applicable to estimate and quantify the effect of FFC ceramic water.本報は，FFC セラミックス(TM)（㈱エフエフシー・ジャパン）で調製した FFC セラミック水（FFC 水）の植物アピラーゼ（EC 3.6.1.5）の活性に及ぼす直接的な作用について調べたものである．FFC 水はアピラーゼがもつ ATP加水分解活性を促進し，その作用は反応液への添加量に依存した．先の無機元素分析結果から，FFC 水に含まれる主要な塩類はCa(2＋)であることが判明している．そこで，Ca(2＋)キレート剤EGTAを反応液へ加え，その影響について調べたところ，FFC 水による活性化作用は消失することが明らかとなった．また，FFC 水と類似の作用は，硫酸カルシウム，塩化カルシウムまたは硝酸カルシウムの添加で認められ，陰イオンの種類によって明確な違いはなかった．これらの結果から，FFC 水が植物アピラーゼに及ぼす活性化作用の一因は，セラミックスから遊離する Ca(2＋)に依存しているものと推察された．一方，アピラーゼ活性を指標として，使用済のセラミックスから調製した FFC 水の効果について検討したところ，未使用からの水と比べて，カルシウム濃度ならびに活性化作用の顕著な低下が認められた．このことは，継続的な使用によってセラミックスから遊離する塩類，特にカルシウムの溶出量が大きく変わることを意味し，アピラーゼを用いた本検定が，FFC 水の効果を定量的に確かめる方法の一つとして利用できると考えられた．以上，これらの結果を総合して，FFC水の植物酵素への直接的作用，ならびに植物への施用によって効果が現れる耐病性獲得作用との関連について考察した