Flavonoids have received much attention in biology and medicine because of their high in vitro antioxidant activities. However, little is known about the physiological significance of this capacities in plants under stress conditions, but for anthocyanins, which act as photoprotective screens. The final objective of the present work was to determine the role of the accumulation and oxidation of flavonoids in plants under abiotic stress conditions, and to compare it with that of a well known antioxidant: ascorbate. To accomplish this objective, a multi-disciplinary approach was applied, including plant physiology, biochemistry and molecular biology techniques. First, the total phenolic content of three Mediterranean species -Salvia officinalis (L), Melissa officinalis (L) and Cistus clusii (Dunal)- was analyzed as well as the changes they showed during a drought treatment. C. clusii plants showed the highest phenolic levels among the studied species, and these phenolics increased during the drought treatment. It is suggested that the biosynthesis of phenolics may serve as an alternative carbon, reduction equivalents and ATP sink. Second, the main antioxidant flavonoids in C. clusii leaf extreacts were identified to be (-)-epigallocatechin gallate (EGCG), (-)-epicatechin (EC) and (-)-epicatechin gallate (ECG). Levels of these flavan-3-ols increased during the drought treatment in a simmilar manner as ascorbate did, which moreover reduced the levels of its oxidized form, dehydroascorbate (DHA). It is suggested that aside ot the mentioned role as phenolics, flavan-3-ols may act as antioxidants in C. clusii plants under stress. Next, the role of these flavan-3-ols in different aged C. clusii plants in field conditions was studied. In this experiment it is shown that the accumulation of monomeric reduced flavan-3-ols is triggered by incident light (maximum radiation or photoperiod). Moreover, the accumulation of monomeric reduced, monomeric oxidized (quinones) and polymeric (proanthocyanidins) flavan-3-ols may serve also an alternative carbon, reduction equivalents and ATP sink as well as an antioxidant mechanism as plants age. Next, the oxidation of monomeric reduced flavan-3-ols to their respective quinones was studied in tea plants under severe drught stress. EC and EGCG oxidize to their respective quinones in such conditions, suggesting that EC and EGCG may act as membrane antioxidants. Finally, the role of ascorbate oxidation state in the apoplast as a cell signal was studied. Tobacco transgenic plants with shifted ascorbate oxidase activity modulated showed shifted transcript profile. Many cell preocesses were altered at gene expression levels upon shifting the ascorbate oxidation state in the apoplast, including H2O2 homeostasis, electron transport and stress responses. Moreover, Ca2+ is shown to be a key component of the ascorbate oxidation state signal transduction pathway to the nucleus.In conclusion, in this study it is demonstrated the presence of EC, EGCG y ECG in C. clusii and that the levels of these flavan-3-ols increase with drought. These flavan-3-ols may serve as an alternative C, reduction equivalents and ATP sink. Flavan-3-ols accumulate in plants as they age, especially during streass periods. Flavan-3-ols are oxidized to their respective quinones under severe drought stress, particularly in tea plants, and they may act as membrane antioxidants. The oxidation state of the ascorbate in the apoplast acts as a cell signal regulating different processes within the symplast at gene expression levels, including H2O2 homeostasis.

Introducció. Una important àrea de recerca en LLC és la identificació de marcadors útils predictius de probabilitat de progressió de la malaltia. La mesura de l'estrès oxidatiu (OS), fa referència al desequilibri en favor de l'estat prooxidant enfront davant l'antioxidant.Objectiu. Determinar el grau d'OS en pacients amb estadis inicials d'LLC, relacionar amb altres factors pronòstics reconeguts, i comparar-los amb un grup control.Materials i mètodes. En 37 pacients diagnosticats d'LLC en estadis inicials, es va determinar l'OS mitjançant la mesura i puntuació de diferents paràmetres. Els resultats van ser processats estadísticament.Resultats. S'observa major OS en grup de pacients, major en els malalts amb major nombre de factors pronòstics adversos.Conclusió. La determinació del nivell d'OS podria usar-se com a marcador pronòstic en estadís inicials d'LLC al costat dels factors ja coneguts. / Introduction. An important area of research of CLL is the identification of markers useful for predicting likelihood of disease progression. Measurement of oxidative stress (OS), makes reference to the imbalance in favour of prooxidating state in front of antioxidative state.Objective. To determine the degree of OS in a group of patients with initial stages of CLL, to relate it with another recognized prognosis factors and to compare with a matched group control. Material and methods. In a group of 37 patients diagnosed of initial stages of CLL, OS were determinated by the measurement and scoring of different parameters. The results were statistical processed.Results. Significantly greater OS is observed in patients group, greater in patients with higher number of adverse prognostic factors.Conclusion. The determination of the level of OS could be considered for its use as prognosis factor of CLL early stage, next to the knowed factors.

Les glutaredoxines són tiol oxidoreductases que regulen l'estat redox dels grups sulfidril de les proteïnes. Al llevat Saccharomyces cerevisiae Grx1 i Grx2 són glutaredoxines ditiòliques localitzades al citosol, mentres que Grx3, Grx4 i Grx5 són monotiòliques. Grx5 es localitza a la matriu mitocondrial i participa en la síntesi de centres ferro/sofre (Fe/S). Quan és absent, enzims amb centres Fe/S com l'aconitasa són inactives, no hi ha creixement en condicions respiratòries, hi ha acumulació de ferro intracel.lular i es produeix una oxidació constitutiva de proteïnes. Grx5 conté un domini tioredoxina simple. En canvi, Grx3 i Grx4 posseeixen un domini de tipus tioredoxina unit al domini glutaredoxina. Aquestes darreres dues proteïnes es localitzen al nucli, éssent el domini tioredoxina necessari per aquesta localització. S'ha utilitzat el mutant nul grx5 com model de cèl·lules que manifesten un estrés oxidatiu endògen constitutiu (oposat a les situacions on l'estrés és provocat per un estímul extern) per tal d'estudiar el transcriptoma cel·lular en les esmentades condicions. Així, s'ha observat que: (i) s'indueixen principalment gens del reguló Aft1 involucrats en la captació i utilització de ferro, i (ii) es reprimeix l'expressió de gens implicats en el metabolisme respiratori depenents del regulador Hap4. Aquest darrer efecte és suprimit per la sobreexpressió de HAP4, de manera que la inhibició del metabolisme respiratori en condicions moderadament oxidants podria constituir una resposta protectora per part de les cèl.lules del llevat. Utilitzant una construcció capaç d'internalitzar proteïnes a la mitocondria mitjançant la senyal de localització mitocondrial de Grx5, s'ha demostrat que les glutaredoxines ditiòliques de S. cerevisiae no poden rescatar els defectes d'un mutant grx5, mentres que les monotiòliques Grx3 i Grx4 sí que ho fan quan són adreçades a la matriu mitocondrial. Això demostra que les glutaredoxines ditiòliques són funcionalment divergents de les monotiòliques, però que aquestes darreres poden intercanviar les seues activitats biològiques entre elles quan s'eliminen les barreres dels compartiments cel.lulars. La conservació funcional entre glutaredoxines monotiòliques s'extén al llarg de l'escala evolutiva, ja que els defectes del mutant grx5 de S. cerevisiae són també suprimits per altres proteïnes de la mateixa família com són Grx4 de Escherichia coli, GrxC de Synechocystis sp. i les respectives proteïnes homòlogues de pollastre i de cèl.lules humanes. / Las glutaredoxinas son tiol oxidoreductasas que regulan el estado redox de los grupos sulfidrilo de las proteínas. En la levadura Saccharomyces cerevisiae Grx1 y Grx2 son glutaredoxinas ditiólicas localizadas en el citosol, mientras que Grx3, Grx4 y Grx5 son monotiólicas. Grx5 se localiza en la matriz mitocondrial y está involucrada en la síntesis de centros hierro/azufre (Fe/S). En su ausencia, enzimas con centros Fe/S como la aconitasa son inactivas, no hay crecimiento en condiciones respiratorias, hay acumulación de hierro intracelular y se produce una oxidación constitutiva de proteínas. Mientras que Grx5 contiene un dominio glutaredoxina simple, Grx3 y Grx4 poseen un domino tipo tioredoxina fusionado al dominio glutaredoxina. Estas dos últimas proteínas se localizan en el núcleo, siendo el dominio tioredoxina necesario para tal localización. Se ha utilizado el mutante nulo grx5 como modelo de células que manifiestan un estrés oxidativo endógeno constitutivo (opuesto a las situaciones de estrés provocadas por un estímulo externo) para estudiar el transcriptoma celular en dichas condiciones. Se ha observado que: (i) se inducen principalmente genes del regulón Aft1 involucrados en la captación y utilización de hierro, y (ii) se reprime la expresión de genes implicados en el metabolismo respiratorio dependientes del regulador Hap4. Este último efecto es suprimido por la sobreexpresión de HAP4, de modo que la inhibición del metabolismo respiratorio durante condiciones moderadamente oxidantes podría constituir una respuesta protectora por parte de las células de la levadura. Utilizando una construcción capaz de internalizar proteínas en la mitocondria gracias a la señal de localización mitocondrial de Grx5, se ha demostrado que las glutaredoxinas ditiólicas de S. cerevisiae no son capaces de rescatar los defectos de un mutante grx5, en tanto que las monotiólicas Grx3 y Grx4 sí lo hacen cuando son dirigidas a la matriz mitocondrial. Ello demuestra que las glutaredoxinas ditiólicas son funcionalmente divergentes de las monotiólicas, pero que estas últimas pueden intercambiar entre ellas sus actividades biológicas cuando se sobrepasan las barreras compartimentales. La conservación funcional entre glutaredoxinas monotiólicas se extiende a lo largo de toda la escala evolutiva, dado que los defectos del mutante grx5 de S. cerevisiae son también suprimidos por otras proteínas de la misma familia como son Grx4 de Escherichia coli, GrxC de Synechocystis sp. y las respectivas proteínas homólogas de pollo y de células humanas. / Monothiol glutaredoxins are thiol oxidoreductases that regulate the redox state of sulfhydryl groups in proteins. In the yeast Saccharomyces cerevisiae Grx1 and Grx2 are dithiol glutaredoxins located at the cytosol, while Grx3, Grx4 and Grx5 are monothiol ones. Grx5 is located at the mitochondrial matrix and is involved in the synthesis of iron/sulfur (Fe/S) centers. In its absence, enzymes with Fe/S centers such as aconitase are inactive, there is no growth in respiratory conditions, iron is accumulated inside the cells and a constitutive oxidation of proteins occurs. While Grx5 contains a single glutaredoxin domain, Grx3 and Grx4 have a thioredoxin type domain fused to the glutaredoxin domain. These two proteins are located at the nucleus, the thioredoxin domain being necessary for such location. The null grx5 mutant has been used as a model for cells that display constitutive endogenous oxidative stress (as opposed to situations where the stress is caused by external stimulus), in order to study the cell transcriptome in such conditions. Thus, it has been observed that: (i) there is a general induction of the Aft1 regulon genes involved in iron uptake and utilization, and (ii) there is a repression of genes required for respiratory metabolism that depend on the Hap4 regulator. This latter effect is suppressed by the overexpression of HAP4. It is proposed that inhibition of respiratory metabolism during moderately oxidative conditions would constitute a protective response by the yeast cells. By using a genetic construction that is able to internalize proteins into the mitochondria by means of the mitochondrial targeting sequence of Grx5, it has been demonstrated that the S. cerevisiae monothiol glutaredoxins are unable to rescue the defects of a grx5 mutant, while the monothiol ones Grx3 and Grx4 rescue such defects when internalized into the mitochondrial matrix. This fact demonstrates that dithiol glutaredoxins are functionally divergent from monothiol ones, but these latter can interchange their biological activities when the compartment barriers are surpassed. Functional conservation among monothiol glutaredoxins extends along the evolutive scale, since the defects of the grx5 mutant of S. cerevisiae are also suppressed by other proteins of the same family such as Grx4 of Escherichia coli, GrxC of Synechocystis sp. and the respective homologues of chicken and human cells.

No description available.

L'asma és una malaltia d'etiologia complexa, formada per factors genètics i ambientals, on la interrelació de ambdós factors mitjançant interaccions gen-ambient juga un paper clau. L'objectiu d'aquesta tesi ha sigut aprofundir en el coneixement del paper dels polimorfismes genètics, i la seva interacció amb factors ambientals, en la ocurrència d'asma, atòpia i hiperreactivitat bronquial. Aquest objectiu ha estat desenvolupat a través de la replicació de variants genètiques prèviament identificades, l'avaluació d'interaccions gen-ambient i la identificació de nous gens de susceptibilitat mitjançant un disseny basat en el genotipatge de variants genètiques all llarg del genoma en pools d'ADN. La tesi ha estat majoritàriament duta a terme dins l'estudi European Community Respiratory Health Survey (ECRHS) que està comprès per 5.000 individus seguits durant 9 anys, pels quals es disposa d'un qüestionari complet sobre símptomes respiratoris, avaluacions clíniques, informació sobre exposicions ambientals i mostres de ADN. Aquesta tesi a replicat l'associació del polimorfismes dels gens TNFA i NPSR1 amb asma. A més s'han establert les interaccions entre TNFA i obesitat, NQO1 i contaminació atmosfèrica, i NPSR1 i edat d'inici d'asma. L'anàlisi de pools d' ADN ha permès associar la regió on es situa el gen SGK493 amb atòpia. Aquesta tesi contribueix al coneixement de l'etiologia d'asma amb la identificació i replicació d'associacions genètiques i interaccions gen-ambient. / Asthma is a disease with a complex etiology, involving multiple genetic and environmental factors, and with an important role of the interplay of these factors through gene-environment interactions. In this thesis I aimed to advance our knowledge on the importance of genetic polymorphisms and their interaction with environmental data for the occurrence of asthma and related phenotypes (atopy and bronchial hyperreactivity). This objective was developed through the replication of genetic associations previously reported, the assessment of gene-environment interactions and the identification of new susceptibility genes using genome-wide analysis based on a pooling DNA strategy. The thesis was, mostly, performed within the European Community Respiratory Health Survey (ECRHS). This cohort has information and DNA samples from approximately 5,000 adult subjects followed-up for 9 years, with extensive questionnaires on respiratory symptoms, clinical evaluations and information on environmental exposures. This thesis replicates previous effects on asthma of polymorphisms in TNFA and NPSR1 genes. In addition, interactions have been established between TNFA and obesity, NQO1 and air-pollution, and NPSR1 and age at onset of asthma. The approach based on genome-wide analysis of DNA pools identified the SGK493 region being associated with atopy. This thesis contributes to the understanding of the etiology of asthma through the identification and replication of genetic associations and gene-environment interactions.