Humans can induce contemporary evolution through harvesting wild animals. This thesis provides evidence of this process for recreational fishing at surprisingly small geographical scales. Marine fish populations are characterized by high variability in heritable individual life‐history traits which are exposed to biased fishing mortality. The life histories strategies of actual populations, which collectively reduce adult body size, mirror such biased mortality in populations exposed to limited gene flow. Because the relationship between life history and behaviour, it is very likely that fishing also induces adaptive responses in behavioural traits. Due the potential negative effects of fishing selection the productivity and quality of the fishery, this thesis recommend considering the evolutionary impacts of fishing in the management plans of species exploited by the recreational fishing. / El humans poden produir evolució contemporània a través de la recol∙lecció de animals salvatges. Aquesta tesis proporciona evidencies d’aquest procés per la pesca recreativa a una sorprenent escala espacial petita. Les poblacions marines de peixos tenen una alta variabilitat individual en caràcters heretables de la història exposada a una mortalitat selectiva per pesca. Les estratègies vitals de les poblacions actuals de peixos costaners, les quals conjuntament produeixin una reducció en la mida del individu, són el reflexa d’aquesta pesca selectiva en poblacions amb baixa connectivitat. Degut a la correlació entre història vital i comportament, la pesca pot induir també respostes adaptatives en cert caràcters comportamentals. Considerant els efectes negatius de la selecció per pesca en la productivitat i la qualitat de les pesqueries, aquesta tesis recomana considerar els possibles efectes evolutius produïts per la pesca en les estratègies de gestió d’espècies explotades per la pesca recreativa / El hombre puede producir evolución contemporánea por la recolección de animales salvajes. La presente tesis proporciona evidencias de este proceso por la pesca recreativa en una sorprendente escala espacial pequeña. Las poblaciones de peces marinos presentan una alta variabilidad en caracteres heredables de la historia vital expuesta a mortalidad selectiva por pesca. Las estrategias vitales de las poblaciones actuales de los peces costeros, las cuales conjuntamente producen una reducción en el tamaño del individuo, son el reflejo de esta mortalidad selectiva en poblaciones con baja conectividad. Debido a la relación entre historia vital y comportamiento, la pesca puede también inducir cambios adaptativos en ciertos rasgos de comportamiento. Considerando los efectos negativos de la selección por pesca en al productividad y calidad de la pesquería, esta tesis recomienda considerara los posibles efectos evolutivos inducidos por la pesca en la estrategias de gestión de especies explotadas por la pesca recreativa.

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Las células biológicas, bloques elementales de construcción de la materia viva, son presentadas en grandes cantidades en nuestro planeta, y son extremadamente importantes para nosotros, porque todos estamos hechos de ellos. Un componente esencial de cada célula es la membrana celular, protegiendo las células del medio ambiente y también controlando el transporte de los productos químicos entre el interior y el exterior de la célula. Cuando un extraño nano-objeto se aproxima a la membrana celular, las preguntas importantes sobre su destino surgirán de manera natural. ¿Será el nano-objeto capaz de atravesar la membrana, o la membrana lo parará? ¿Si la nano-objeto dañará seriamente los mecanismos de membrana, provocando el muerte de la célula, o no? Alguien puede imaginar numerosas aplicaciones prácticas de las interacciones específicas posibles entre un nano-objeto y la membrana. Pueden ser utilizadas, por ejemplo, para entregar una medicina necesaria dentro de una célula enferma, o para eliminar las células dañinas específicas por la destrucción de sus membranas o por la supresión de su correcto funcionamiento. Las preguntas mencionadas anteriormente son difíciles de responder en la actualidad, tanto por los métodos experimentales como por los métodos teóricos. La mayor dificultad es la compleja estructura de la membrana celular, que consiste de una bicapa lipídica, con numerosas proteínas integradas en él y ancladas a ella. La base de lípidos de la membrana está formada por una mezcla de fosfolípidos, glucolípidos, colesterol, y los fosfolípidos son el principal compuesto de la bicapa. Así, una bicapa de fosfolípidos puros puede ser considerada como un modelo de una membrana de la célula real, tanto en estudios experimentales como en unos teóricos. Se puede utilizar para estimar las propiedades mecánicas de la membrana biológica, su permeabilidad para diferentes productos químicos y nano-objetos, para estudiar su interacción con las proteínas individuales. El número de los métodos experimentales se aplican con éxito para / Biological cells, elementary building blocks of the live matter, are presented in large amounts on our planet, and they are extremely important for us, because all we are made of them. An essential component of every cell is the cell membrane, protecting the cell from the environment and also controlling the transport of chemicals between the interior and exterior of the cell. When an extraneous nano-object approaches the cell membrane, important questions about their destiny arise naturally. Will be the nano-object able to pass through the membrane, or will the membrane stop it? Will the nano-object severely damage the membrane machinery, causing the cell death, or not? One can image numerous practical applications of specific interactions possible between a nano-object and the membrane. They may be used, for example, to deliver a necessary medicine inside a deceased cell, or to kill some specific harmful cells by destruction of their membranes or by suppression of their proper functioning. The questions outlined above are hard to answer at the present day, both using experimental or theoretical methods. The major difficulty is the complex structure of the cell membrane, consisting of lipid bilayer, with numerous proteins embed into it and anchored to it. The lipid basement of the membrane is formed by mixture of phospholipids, glycolipids, cholesterol, and the phospholipids are the major compound of the bilayer. Thus a pure phospholipid bilayer can be considered as a model of a real cell membrane both in experimental and theoretical studies. It can be used to estimate mechanical properties of the biological membrane, its permeability for different chemicals and nano-objects, to study its interaction with single proteins.

La incidencia del síndrome metabólico es cada vez más alta en los países desarrollados. El estrés oxidativo tiene un papel potencial en la patología del síndrome metabólico. Puede mediar en diversos factores de riesgo como: aterosclerosis, hipertensión, diabetes tipo 2, obesidad y resistencia a la insulina. Los ácidos grasos poliinsaturados n-3 (AGPI n3) reducen el riesgo de enfermedad cardiovascular en parte por la mejora del perfil lipídico, de la hipertensión, del estrés oxidativo y de la inflamación. Se realizó un estudio nutricional en animales Wistar (controles) y SHROB (modelo de síndrome metabólico). Durante tres meses se administraron cinco tratamientos distintos: tres con diferentes proporciones de AGPI n3, EPA:DHA (1:1, 2:1 y 1:2), y dos controles a base de soja y lino. Se controlaron diferentes parámetros como: peso corporal, glucosa, presión arterial, insulina e índice HOMA. Se analizaron el perfil lipídico, biomarcadores de riesgo cardiovascular, estrés oxidativo y se realizó un análisis de daño histológico. Se pretende demostrar cuales son los efectos beneficiosos de los AGPI n3 de origen marino, esclareciendo a su vez cual de las tres proporciones EPA:DHA es la más adecuada en la mejora de los parámetros estudiados. / The incidence of metabolic syndrome increases in developed countries. Oxidative stress has a potential role in the pathology of metabolic syndrome. It mediates various risk factors such as atherosclerosis, hypertension, type 2 diabetes, obesity and insulin resistance. Polyunsaturated fatty acids n-3 (PUFA n3) reduces the risk of cardiovascular disease in part by improving the lipid profile, hypertension, oxidative stress and inflammation. We conducted a nutritional study in Wistar rats (controls) and SHROB rats (model of metabolic syndrome). For three months were administered five different treatments: three with different proportions of PUFA n3, EPA: DHA (1:1, 2:1 and 1:2), and two controls soy and flax. Different parameters were studied as body weight, glucose, blood pressure, insulin and HOMA index. We analyzed the lipid profile, cardiovascular risk biomarkers, oxidative stress and an analysis of histological damage. We want demonstrate beneficial effects of PUFA n3, clarifying turn which of the three ratios EPA: DHA is the most suitable in improving the studied parameters.

Aquesta tesi doctoral ha demostrat que els esculls artificials (ARs) de les Balears presentaren una colonització del 74% de les espècies en els primers 17 mesos de fondeig, i que el substrat original del lloc determinà la velocitat de colonització. El principal efecte dels ARs ha estat el de concentrar peixos de mida mitjana i grossa, si bé s’ha demostrat que aquest efecte no ha incrementat el risc de sobreexplotació en l’àrea d’influència. Les reserves marines de Balears han servit per recuperar les poblacions de peixos d’interès pesquer, tant a zones de màxima protecció com a zones parcialment protegides. La determinació de la capacitat de càrrega a les zones de màxima protecció i la determinació dels factors ambientals que la determinen ha permès avaluar l’estat de conservació del litoral pel que respecta els peixos amb interès pesquer. / Esta tesis doctoral ha demostrado que los arrecifes artificiales (ARs) de Baleares presentaron una colonización del 74% de las especies en los primeros 17 meses de fondeo, si bien el substrato original del lugar determinó la velocidad de colonización. El principal efecto de los ARs ha sido el de concentrar peces de tamaño medio y grande, si bien se ha demostrado que este efecto no ha incrementado el riesgo de sobreexplotación en el área de influencia. Las reservas marinas de Baleares han servido para recuperar las poblaciones de especies de interés pesquero, tanto en las zonas de máxima protección como en zonas parcialmente protegidas. La determinación de la capacidad de carga en las zonas de máxima protección y el análisis de los factores ambientales que la determinan ha permitido evaluar el estado de conservación del litoral balear por lo que respecta a las especies de peces con interés pesquero

El objetivo principal de esta tesis es caracterizar los efectos de las hormonas sexuales sobre la función mitocondrial del tejido adiposo blanco (TAB) y del músculo, y su relación con la síntesis de adiponectina. Nuestros resultados establecen el 17beta-estradiol como estimulador de la funcionalidad mitocondrial y de la síntesis de adiponectina en adipocitos y músculo, mientras que la testosterona actúa como un elemento negativo sobre los mismos procesos en los adipocitos. Asimismo, se ha estudiado el dimorfismo sexual en la modulación de los efectos de la rosiglitazona en el TAB de ratas intolerantes a la glucosa, poniendo de manifiesto que el TAB gonadal de las hembras es más sensible a los efectos de la rosiglitazona que el de los machos. En conjunto, los resultados apoyan la existencia de una conexión entre función mitocondrial y síntesis de adiponectina en TAB y en músculo que estaría modulada por las hormonas sexuales.

- Introducció: Entendre l'evolució, la distribució i l'ecologia dels animals marins requereix informació prèvia sobre la biologia reproductiva i els patrons de desenvolupament, ja que els estadis primerencs de vida (larves), constitueixen en molts taxons períodes crítics del cicle vital, en els quals l’abundància i la distribució de les poblacions queda en gran mesura determinada. Atesa la importància dels crustacis decàpodes en els ecosistemes marins i les pesqueries de la Mediterrània, i la poca informació que existeix sobre la seva ecologia, especialment pel que fa a les primeres etapes de desenvolupament, aquesta tesi se centra en l'anàlisi de la comunitat de larves de decàpodes, especialment d’espècies que habiten en zones de gran fondària i en aigües obertes. CATALÀ - Contingut de la investigació: La primera secció de la tesi es refereix a les qüestions que sorgeixen de la identificació taxonòmica precisa dels individus, que constitueix el prerequisist fonamental per dur a terme nous estudis de tota la comunitat, així com a les relacionades amb l'ecologia de cada espècie considerada individualment. Posteriorment, aquestes identificacions varen permetre tant l’elaboració de descripcions morfològiques d'estadis larvaris que fins ara eren desconeguts, contribuint a superar les limitacions que afecten a la bibliografia existent , incompleta per a algunes famílies, com ampliar el coneixement de la biologia i ecologia d'algunes espècies, com a resultat de la nova informació aportada sobre les seves fases larvàries. La segona part de l'estudi inclou estudis innovadors sobre l'estructura de la comunitat larvària i la distribució vertical de les espècies, així com les variacions al llarg del seu desenvolupament ontogenètic i les implicacions ecològiques. La recollida de dades per a aquesta tesi es va dur a terme al voltant de l'illa de Mallorca, a l'arxipèlag Balear (Mediterrània Occidental). Concretament, les larves de decàpodes es van obtenir de mostres de meso-zooplàncton preses en diferents estrats de profunditat, mentre que juvenils i adults van ser capturats amb diferents arts. El mostreig es va dur a terme sobre dues estacions situades al límit de la plataforma continental i al talús mig, al nord-oest i al sud de Mallorca, a finals de la tardor de 2009 i l'estiu de 2010. Les primeres anàlisis van consistir en un estudi taxonòmic detallat de totes les larves de decàpodes presents en aquestes mostres, prestant especial atenció a estats de desenvolupament poc estudiats o desconeguts. Com a resultat d'aquestes anàlisis es varen trobar i descriure el primer estat de vida lliure de Scyllarides latus i la segona mysis de Aristeus antennatus. Es van identificar així mateix estadis larvaris d'altres espècies, d'interès per a la pesca o qüestions de conservació, com són les larves de Parapenaeus longirostris i la de Maja squinado. A més, anàlisis moleculars i morfològics varen permetre reassignar morfotipus larvaris prèviament mal classificats en la literatura disponible a Polycheles typhlops identificats erròniament en la literatura disponible. Finalment, es van descobrir larves de una espècie invasora desconeguda fins ara a la Mediterrània, Palaemon macrodactylus. La presència d'aquesta espècie s'ha confirmat amb la recent troballa de poblacions adultes en l'àrea. Concretament, les distribucions verticals durant el dia i la nit i els seus canvis estacionals, circadians i ontogenètics durant l'estiu i la tardor, van ser analitzades per a quatre de les espècies dominants en la comunitat: Gennadas elegans, Eusergestes arcticus, Sergia robusta i Parasergestes vigilax. La informació precisa sobre la distribució larvària en la vertical d'aquestes espècies, que juguen un important paper en la dinàmica de transferència energètica en els ecosistemes batials i del talús continental, podria incorporar-se en un model de circulació hidrodinàmic, el que ajudaria a la comprensió de la distribució dels adults. - Conclusió En resum, aquest treball consolida una línia d'investigació, recentment iniciada, centrada en l'estudi de les comunitats larvàries dels decàpodes del Mar Balear, que aborda per primera vegada l'anàlisi de la seva estructuració vertical i les implicacions ecològiques. / - Introducción Entender la evolución, la distribución y la ecología de los animales marinos requiere de información previa sobre la biología reproductiva y los patrones de desarrollo, puesto que los estadios tempranos de vida (larvas), constituyen en muchos taxones periodos críticos del ciclo vital, en el que se determinan en gran medida las abundancias y distribuciones de las poblaciones. Teniendo en cuenta la importancia de los crustáceos decápodos en los ecosistemas marinos y pesquerías del Mediterráneo y a la poca información existente sobre su ecología, especialmente en lo que respecta a sus estados tempranos de desarrollo, esta tesis se centra en el análisis de la comunidad de larvas de decápodos, especialmente de especies que habitan en zonas profundas y aguas abiertas. - Contenido de la investigación La primera sección de la tesis se refiere a las cuestiones que surgen de la precisa identificación taxonómica de los individuos, que constituye el prerrequisito fundamental para ulteriores estudios de toda la comunidad, así como a las relacionadas con la ecología de cada especie considerada individualmente. Posteriormente, estas identificaciones permitieron tanto elaborar descripciones morfológicas detalladas de estadios larvarios hasta ahora desconocidos, contribuyendo a superar las limitaciones de la bibliografía existente hasta la fecha, incompleta para algunas familias, como ampliar el conocimiento de la biología y ecología de algunas especies como resultado de la nueva información aportada sobre sus fases larvarias. La segunda parte de la tesis incluye estudios innovadores sobre la estructura de la comunidad larvaria y la distribución vertical de las especies, así como sobre sus variaciones a lo largo del desarrollo ontogenético y sus implicaciones ecológicas. La recolección de datos para esta tesis se llevó a cabo alrededor de la isla de Mallorca, en el archipiélago Balear (Mediterráneo Occidental). En concreto, las larvas de decápodos se obtuvieron de muestras de meso-zooplancton tomadas en diferentes estratos de profundidad, mientras que juveniles y adultos fueron capturados con diferentes artes. El muestreo se llevó a cabo sobre dos estaciones situadas respectivamente sobre el límite de la plataforma continental y el talud medio, en el noroeste y sur de Mallorca, durante finales de otoño de 2009 y el verano de 2010. Los primeros análisis consistieron en un estudio taxonómico detallado de todas las larvas de decápodos presentes en dichas muestras, prestando especial atención a estados de desarrollo poco es estudiados o desconocidos. Como resultado de estos análisis se encontraron y describieron el primer estado de vida libre de Scyllarides latus y la segunda mysis de Aristeus antennatus. Se identificaron asimismo estadíos larvarios de otras especies, de interés para la pesca o cuestiones de conservación, como son las de Parapenaeus longirostris y la larva de Maja squinado. Además, análisis moleculares y morfológicos permitieron reasignar morfotipos larvarios previamente mal clasificados en la literatura disponible a Polycheles typhlops. Finalmente, se descubrieron larvas de una especie invasora desconocida hasta la fecha en el Mediterráneo, Palaemon macrodactylus. La presencia de esta especie se ha confirmado con el reciente hallazgo de poblaciones adultas en el área. Concretamente, las distribuciones verticales y sus cambios estacionales, circadianos y ontogenéticos, fueron analizadas para cuatro de las especies dominantes en la comunidad: Gennadas elegans, Eusergestes arcticus, Sergia robusta y Parasergestes vigilax. La información precisa sobre la distribución larvaria en la vertical de estas especies, que juegan un importante papel en la dinámica de transferencia energética en los ecosistemas batiales y del talud continental, podría incorporarse en un modelo de circulación hidrodinámico, lo que ayudaría a la compresión de la distribución de sus adultos. - Conclusión En resumen, este trabajo consolida una línea de investigación recientemente iniciada centrada en el estudio de las comunidades larvarias de los decápodos del Mar Balear, abordando por primera vez el análisis de la estructuración vertical de las mismas y sus implicaciones ecológicas. / - Introduction Comprehending evolution, distribution and ecology of marine animals require information on reproductive biology and developmental patterns, as early life stages (larvae) constitute, for several taxa, critical periods within the life cycle in which abundance and distribution of populations are largely determined. Considering the importance of the decapod crustaceans on Mediterranean marine ecosystems and fisheries and the lack of information regarding their ecology, especially that on their early life stages, present thesis address the analysis of the decapod planktonic larval communities, specially of the deep and offshore species. - Content of research The first section of the thesis relates to the issues arising from the accurate and precise taxonomic identification of the specimens, which constitute the fundamental prerequisite for any further study of the entire community, as well those related to the ecology of individual species. Subsequently, this further allowed to elaborate detailed descriptions of previously unknown larval stages, contributing in overcoming the actual limitations of the available literature, still incomplete for many families, as well as to expand on the knowledge of the biology and ecology of some species, as a result of the new information gathered on their larval stages. The second section includes further studies on communities’ structure and species vertical distribution, as well their variations along ontogenetic development, exploring their ecological implications. The data collection took place around the Mallorca Island in the Balearic archipelago (Western Mediterranean). Specifically, decapod larvae were obtained from meso-zooplankton depth-stratified samples, whereas juveniles and adults were captured with different gears. Sampling was carried out at two stations located on the continental shelf break and middle slope, northwest and south of Mallorca in late autumn 2009 and summer 2010. The first analysis consisted in a detailed taxonomic study, focusing on previously poorly studied or unknown larval stages. As a result of these analyses, the first larval stage of Scyllarides latus and the second mysis stage of Aristeus antennatus were found and described for the first time. Larval stages of other species of fishing or conservation interest not previously recorded in the area, as the larvae of Parapenaeus longirostris and the larva of Maja squinado, were also identified. Moreover, molecular and morphological analysis permitted to assign certain larval morphotipes previpusly misclassified in the available literature to Polycheles typhlops. In addition, larvae of an invasive species previously not observed in the Mediterranean, the oriental shrimp Palaemon macrodactylus, were discovered. The establishment of this species in the Mediterranean was subsequently confirmed through the finding of adult populations. The vertical distributions and their seasonal, circadian and ontogenetic changes were analyzed in detail in four predominant species within the decapod communities: Gennadas elegans, Eusergestes arcticus, Sergia robusta and Parasergestes vigilax. The accurate information on larval vertical distributions of these species, which play an important role in energetic dynamics of continental slope and bathyal ecosystems, could be incorporated in a circulation model to understand their adult’s distributions. - Conclusion Summing up, this work consolidates a recently initiated line of research focused on the study of decapod crustacean larval communities in the Balearic Sea, tackling for the first time the analysis of their vertical structure and its ecological implications.

L’homeòstasi cel·lular depèn, en part, de la proteòlisi regulada pel sistema Ubicuitina-Proteasoma (UPS). Aquesta proteòlisi inclou la degradació de les proteïnes defectuoses o innecessàries per la cèl·lula i consta de dues etapes. En un primer pas, molècules d’ubicuitina s’uneixen covalentment a un grup amino (ε-NH2) d’alguna lisina del substrat diana. Aquest procés depèn de l’activitat enzimàtica de tres enzims, E1, E2 i E3. Tot seguit, el proteasoma s’encarrega de la seva degradació. El proteasoma és un complex multiproteic en forma de túnel de 2,5 MDa present en el nucli i el citoplasma de totes les cèl∙lules eucariotes i Archaebacteria. La senyal típica de degradació és una cadena d’ubicuitines que es forma a través d’enllaços isopeptídics entre la glicina G76 a la part C-terminal de la molècula i la lisina K48 de la següent ubicuitina. Avui dia, s’han descrit tres receptors proteasomals de substrats poliubicuitinats, Rpn10, Rpn13 i Rpn15. La subunitat Rpn10 (Rpn10 en llevat de gemmació i S5a en humans), que també es troba en fraccions citosòliques, s’uneix a les cadenes de poliubicuitina mitjançant el domini UIM (Ubiquitin-interacting motif). Aquest domini és essencial per l’ubicuitinació del propi receptor. Els enzims involucrats en tal modificació són Uba1 (E1), Ubc4 (E2) i Rsp5 (E3). La poliubicuitinació de Rpn10 depèn de la participació d’una quarta ubicuitina lligasa, Hul5, i comporta la seva degradació proteasomal. Alhora, s’ha vist que una fracció de Rpn10 està conjugada a una sola molècula d’ubicuitina. Aquest tipus de modificació post-traduccional s’anomena monoubicuitinació. Quan Rpn10 està monoubicuitinat, deixa d’interaccionar amb substrats poliubicuitinats, afectant l’activitat proteolítica del proteasoma. Desxifrar els mecanismes pels quals Rpn10 es monoubicuitina ha estat l’objectiu d’aquesta tesi. La hipòtesi inicial és que la proteïna monoubicuitinada pateix un plegament provocat per l’interacció entre l’ubicuitina unida a Rpn10 i l’UIM. Aquest plegament bloquejaria l’UIM i no permetria l’addició de noves ubicuitines per part de la lligasa Rsp5. Per intentar validar la hipòtesi, hem començat optimitzant la reacció de monoubicuitinació de Rpn10 in vitro i hem trobat la seqüència mínima indispensable per obtenir tal monoubicuitinació. Hem observat que la meitat N-terminal de Rsp5, és dispensable per l’ubicuitinació de Rpn10 i hem vist que l’augment de la monoubicuitinació de Rpn10 causa un defecte en el creixement de les cèl·lules. Finalment, hem aconseguit poliubicuitinar Rpn10 in vitro, sense la participació de Hul5, mitjançant una mutació en bloc de la seqüència precedent l’UIM. Hem vist que aquesta seqüència està intrínsecament desestructurada i que la seva flexibilitat podria ser la raó per la qual l’UIM quedés inaccessible quan Rpn10 està monoubicuitinat. Un coneixement en profunditat del sistema ubicuitina-proteasoma és fonamental per trobar la cura de les patologies humanes derivades de seu mal funcionament. La feina que fem al nostre laboratori és la base per a que en un futur malalties que semblen estar relacionades amb l’UPS -malalties autoinmunes, neurològiques, càncer, cardiopaties...- tinguin un millor tractament. / La homeostasis celular depende, en parte, de la proteólisis regulada por el sistema Ubicuitina-Proteasoma (UPS). Esta proteólisis incluye la degradación de las proteínas defectuosas o innecesarias para la célula y consta de dos etapas. En un primer paso, moléculas de ubicuitina se unen covalentemente al grupo amino (ε-NH2) de alguna lisina del sustrato diana. Este proceso depende de la actividad enzimática de tres enzimas, E1, E2 y E3. Acto seguido, el proteasoma se encarga de su degradación. El proteasoma es un complejo multiproteico en forma de túnel de 2,5 MDa presente en el núcleo y el citoplasma de todas las células eucariotas y Archaebacteria. La señal típica de degradación es una cadena de ubicuitinas que se forma a través de enlaces isopeptídicos entre la glicina G76 en la parte C-terminal de la molécula y la lisina K48 de la siguiente ubicuitina. Hoy día, se han descrito tres receptores proteasomales de sustratos poliubicuitinados, Rpn10, Rpn13 y Rpn15. La subunidad Rpn10 (Rpn10 en levadura de gemación y S5a en humanos), que también se encuentra en las fracciones citosólicas, se une a las cadenas de poliubicuitina mediante el dominio UIM (Ubiquitin-interacting motif). Este dominio es esencial para la ubicuitinación del propio receptor. Las enzimas involucradas en tal modificación son Uba1 (E1), Ubc4 (E2) y Rsp5 (E3). La poliubicuitinación de Rpn10 depende de la participación de una cuarta ubicuitina ligasa, Hul5, y conlleva su degradación proteasomal. Asimismo, se ha visto que una fracción de Rpn10 está conjugada a una única molécula de ubicuitina. Este tipo de modificación post-traduccional se llama monoubicuitinación. Cuando Rpn10 está monoubicuitinada, deja de interaccionar con sustratos poliubicuitinados, afectando la actividad proteolítica del proteasoma. Descifrar los mecanismos por los cuales Rpn10 se monoubicuitina ha sido el objetivo de esta tesis. La hipótesis inicial es que la proteína monoubicuitinada sufre un plegamiento provocado por la interacción entre la ubicuitina unida a Rpn10 y el UIM. Este plegamiento bloquearía el UIM y no permitiría la adición de nuevas ubicuitinas por parte de la ligasa Rsp5. Para intentar validar la hipótesis, hemos empezado optimizando la reacción de monoubicuitinación de Rpn10 in vitro y hemos encontrado la secuencia mínima indispensable para obtener tal monoubicuitinación. Hemos observado que la mitad N-terminal de Rsp5 es dispensable para la ubicuitinación de Rpn10 y hemos visto que el aumento de la monoubicuitinación de Rpn10 causa un defecto en el crecimiento de las células. Finalmente, hemos conseguido poliubicuitinar Rpn10 in vitro, sin la participación de Hul5, mediante una mutación en bloc de la secuencia que precede al UIM. Hemos visto que esta secuencia está intrínsecamente desestructurada y que su flexibilidad podría ser la razón por la que el UIM quedaría inaccesible cuando Rpn10 está monoubicuitinada. Un conocimiento en profundidad del sistema ubicuitina-proteasoma es fundamental para encontrar la cura de las patologías humanas derivadas de su mal funcionamiento. El trabajo que hacemos en nuestro laboratorio es la base para que en un futuro enfermedades que parecen estar relacionadas con el UPS -enfermedades autoinmunes, neurológicas, cáncer, cardiopatías...- tengan un mejor tratamiento. / Cellular homeostasis depends, partially, on the proteolysis regulated by the Ubiquitin-Proteasome System (UPS). This proteolysis includes the degradation of misfolded, damaged or unnecessary proteins for the cell and comprises two phases. In the first stage, molecules of Ubiquitin are attached covalently to a target substrate at the amide group (ε-NH2) of some lysine residues. This process depends on the enzymatic activity of three enzymes, E1, E2 and E3. Afterwards, the proteasome takes care of the degradation of the substrate. The proteasome is a barrel-shaped multiprotein complex of 2,5 MDa present in the nucleus and cytosol of eukaryotic and Archaebacteria cells. The canonical degradation signal is a chain of ubiquitins, which is built via isopeptide bonds between the glycine G76 at the C-terminus of the molecule and lysine K48 of the next Ubiquitin. So far, three Ubiquitin proteasomal receptors, Rpn10, Rpn13 and Rpn15, have been described. The Rpn10 subunit that can also be found in an extraproteasomal pool, binds Ubiquitin chains by means of the Ubiquitin-binding motif (UIM). This domain is also essential for the ubiquitination of Rpn10 itself. The enzymes involved in this modification are Uba1 (E1), Ubc4 (E2) and Rsp5 (E3). Rpn10 polyubiquitination requires an additional Ubiquitin ligase, Hul5, and promotes Rpn10 degradation. However, a fraction of Rpn10 has been shown to be conjugated to only one Ubiquitin molecule, a type of post-translational modification that is called monoubiquitination. When Rpn10 is monoubiquitinated, its capacity to bind polyubiquitinated substrates is impaired, affecting the catalytic activity of the proteasome. The goal of this thesis is to decipher the mechanisms by which Rpn10 is monoubiquitinated. The initial hypothesis was that the monoubiquitinated protein undergoes a change in its conformation caused by the interaction between the Ubiquitin bound to Rpn10 and the UIM. This change would block the UIM and would not allow the conjugation of new ubiquitins by the ligase Rsp5. To validate the hypothesis, we started by optimizing the reaction of monoubiquitination of Rpn10 in vitro and we have determined the minimal sequence of Rpn10 required for this ubiquitination. We have shown that the N-terminus of Rsp5 is not essential for Rpn10 ubiquitination and observed that an increase in the levels of monoubiquitinated Rpn10 causes a slow-growth defect. Finally, we have been able to polyubiquitinate Rpn10 in vitro, independently of Hul5, via a mutation en bloc of the sequence that precedes the UIM. We have seen that this sequence is intrinsically unstructured and that its flexibility could be the reason why the UIM could be blocked when Rpn10 is monoubiquitinated. A detailed knowledge of the Ubiquitin-Proteasome System is essential to find the cure for the pathologies that derive from its malfunction. The work we do in our lab is the base for that, in a future, diseases that seem to be related to the UPS -autoimmune, heart or neurological diseases, cancer,…- have a better treatment.

La MTHFR y la MTRR,enzimas dependientes de la riboflavina,participan en el metabolismo de la homocisteína. Sus substratos, elfolato y la cobalamina respectivamente, se asocian inversamente con la homocisteínemia (tHcy).El estado en riboflavina también podría afectar tHcy. Investigamos cómo losestados en riboflavina,folato y cobalamina afectan a la asociación entre los polimorfismosMTHFR 677 C>T,MTRR 66 A>G y MTRR 524 C>T y tHcyen una población adulta y en gestantes. El estado en riboflavina se asocia inversamente con tHcyen homocigotos mutantes paraMTHFR 677 TT, independientemente del estado en folato. Un estado alto en riboflavina se asocia positivamente con tHcyen los portadores del alelo mutante del polimorfismo MTRR 66 A>G peroinversamenteen losMTRR 524 C>T, cuando el estado en cobalamina es bajo. En gestantes, un estado alto en riboflavina y bajo en cobalamina se asocia positivamente con tHcy en ambos polimorfismos de MTRR. / MTHFR and MTRR, riboflavin dependent enzymes, participate in homocysteine metabolism. Their substrates,folate and cobalamin, respectively, are inversely associated with fasting plasma homocysteine (tHcy). Riboflavin status may also affect tHcy. We investigated whether riboflavin, folate and cobalamin status affect the association between the MTHFR 677 C>T, MTRR 66 A>G orMTRR 524 C>T polymorphisms and tHcy in an adult population and in pregnant women. Riboflavin status was inversely associated with tHcy in the presence of the MTHFR 677 TT genotype, independently of folate status. High riboflavin status was positively associated with tHcy in carriers of the MTRR 66 A>Gmutant allele but inversely associated with tHcy in MTRR 524 C>T mutant allele carriers when cobalamin status was low. High riboflavin combined with low cobalamin status was positively associated with tHcy in pregnant carriers of mutant alleles for either of the latter polymorphisms.

The project entitled "Sequential and structural determinants of protein aggregation" aims to study the factors that control protein deposition but also tries to develop new strategies to facilitate its comprehension. Protein aggregation is related with an increasing number of human disorders such as Alzheimer's disease, Parkinson disease or type II diabetes. Understanding the determinants that modulate the deposition process is a necessary step to develop new strategies to tackle these debilitating pathologies. Additionally, the accumulation of heterologous protein as intracellular aggregates during recombinant expression represents one of the main problems in down stream processing. Accordingly, understanding the factors behind the production of recombinant protein might lead to new avenues to increase the solubility and functionality of recombinant proteins. During the development of the present thesis we have used a wide range of techniques to analyse protein aggregation process in three different frameworks: in vitro, in vivo and in silico. The depositional properties of polypeptides differing in structure, sequence, and function were studied. The data obtained reveal the importance of the intrinsic polypeptide chain properties to protein aggregation and reveal the general rules controlling polypeptide deposition. This information permitted the development of an algorithm able to locate key depositional regions and calculate the global aggregation propensity of a protein starting from their amino acid sequence. This tool can be used for the analysis of the aggregation properties of large protein sets as show here for cytosolic bacterial proteins. Overall, the results collected in the present thesis could be valuable for biomedicine area suggesting new therapeutic targets to fight against depositional diseases as well as new approaches to increase the protein quality during protein production. It is also shown that folding and aggregation turn two be two side of the same coin that compete with each other.