Parmi les activités catalytiques les plus intéressantes présentes dans le latex de Carica papaya on trouve l'activité lipolytique (EC 3.1.1.X). En effet les enzymes lipolytiques peuvent catalyser des réactions d’hydrolyse sur divers substrats mais également, dans des conditions thermodynamiques favorables, des réactions de synthèse. De plus, elles sont actives en présence de solvants organiques, ce qui fait de ce type d’enzymes des biocatalyseurs spécialement attractifs pour des applications industrielles. Enfin, cette activité lipolytique est associée à la matrice insoluble du latex, et constitue donc une activité immobilisée. Cependant et pour cette même raison, il n'a pas été possible jusqu'à présent d'élucider la ou les séquences protéiques dans le latex responsables de cette activité lipolytique. En conséquence, cette thèse est dédiée à l'étude de l'activité lipolytique du latex de C. papaya. Pour cela, la purification partielle du latex de C. papaya a été réalisée. Ainsi, les propriétés catalytiques des fractions partiellement purifiées ont pu être déterminées pour l'hydrolyse de triglycérides, la résolution de mélanges racémique d'octyl ester de l'acide 2-bromo-phenylacétique, la synthèse de biopolymères et des lipides structurés. Parallèlement à cela, une recherche dans le génome de C. papaya des séquences codant les motifs conservés dans les protéines lipolytiques, ainsi que des essais d'expression in vivo dans les feuilles de la plante en conditions de stress a été effectuée, ce qui a permis d’isoler pour la première fois une lipase, CpLip2, exprimée in vivo chez C. papaya. Cette protéine, ainsi que 2 autres protéines déjà identifiées dans le latex de C. papaya, CpEst et CpLip1, ont été produites sous forme fonctionnelle en employant respectivement Nicothiana sp., Yarrowia lipolytica et Pichia pastoris comme systèmes d'expression. Finalement, certaines des propriétés biochimiques et catalytiques de ces protéines recombinantes ont pu être déterminées / Lipolytic activity (EC 3.1.1.X) is one of the most interesting catalytic activities from Carica papaya latex. Indeed lipolytic enzymes can catalyze not only hydrolysis but also various synthesis reactions due to their activity in organic solvents, which make them especially attractive for industrial applications. Nevertheless, most of the lipolytic activity present in latex is tightly associated to the insoluble fraction of the latex and up to now it has not been possible to determine which enzymes are responsible for the lipolytic activity of C. papaya latex. This PhD work is dedicated to the study of the lipolytic activity present in Carica papaya. Partial purification of lipolytic activity from C. papaya latex was carried out to evaluate the catalytic properties of the partially purified fractions in the hydrolysis of triglycerides, the resolution of racemic mixtures of 2-bromo-phenylacetic octyl ester, biopolymers and structured lipids synthesis. Bioinformatic analysis was also realized on C. papaya genome by searching conserved motifs for lipolytic proteins. Finally, assays of in vivo transcriptomic in the leaves of stressed C. papaya allowed the isolation of a new lipase produced in vivo (CpLip2, gene 1973.2). This protein, as well as two previously identified lipolytic enzymes from C. papaya, CpEst (gen 25.180) and CpLip1 (gen 55.143) were functionally expressed using Nicotiana sp.,Yarrowia lipolytica and Pichia pastoris as expression hosts, respectively. Finally, some of the biochemical and catalytic properties of these produced recombinant proteins were evaluated / Una de las actividades catalíticas más interesantes presentes en el látex de Carica papaya es la actividad lipolítica (3.1.1.X).Las enzimas lipolíticas pueden catalizar reacciones de hidrólisis sobre varios sustratos e igualmente, en condiciones termodinámicas favorables, pueden catalizar reacciones de síntesis. Adicionalmente, son activas en presencia de solventes orgánicos, por lo que son biocatalizadores atractivos para aplicaciones industriales. Sin embargo, la mayor parte de la actividad lipolítica del látex se encuentra asociada a la matriz insoluble del látex, formando un biocatalizador auto-inmovilizado.Por esta razón, hasta la fecha no ha sido posible elucidar qué enzima o enzimas son responsables de la actividad lipolítica observada en el látex de C. papaya. En consecuencia, la presente investigación está dedicada al estudio de la actividad lipolítica en Carica papaya. Para ello, se realizaron estudios de purificación parcial del látex de Carica papaya, así como la evaluación de las propiedades catalíticas de las fracciones parcialmente purificadas en la hidrólisis de triglicéridos, resolución de mezclas racémicas de octil éster del ácido 2-bromo-fenilacético y síntesis de biopolímeros y lípidos estructurados. Paralelamente, se realizó un análisis genómico mediante la búsqueda con motivos conservados que codifican para diversas proteínas lipolíticas, así como ensayos de transcriptómica para buscar la expresión in vivo de secuencias seleccionadas en las hojas de la planta, que permitieron encontrar por primera vez una expresión in vivo de una lipasa en C. papaya (CpLip2). Esta proteína y otras dos previamente identificadas en el látex de papaya (CpEst y CpLip1), fueron expresadas de forma funcional empleando respectivamente Nicotiana sp., Yarrowia lipolytica y Pichia pastoris como sistemas de expresión. Finalmente algunas de las propiedades bioquímicas y catalíticas de las proteínas expresadas fueron determinadas

El trabajo realizado en la Tesis Doctoral llega a las siguientes conclusiones:1.- T. halophila muestra una relación en peso raíz/parte aérea mayor que A. thaliana, y esta diferencia se ve incrementada en condiciones de estrés salino, lo que podría suponer una ventaja para afrontarlo.2.- El estrés salino produce en A. thaliana mayores reducciones en la absorción y en las concentraciones internas de K+ que en T. halophila, a la vez que T. halophila presenta menor absorción de Na+ y transporte a la parte aérea que A. thaliana. Ambas circunstancias resultan en una mayor relación K+/Na+ en T. halophila, lo que puede suponer una mayor tolerancia a la salinidad.3.- El gen ThHAK5 codifica para un transportador que media un transporte de K+ de alta afinidad en levaduras similar al observado en las plantas de T. halophila lo que sugiere que este transportador juega un papel fundamental en la absorción de K+ en el rango de la alta afinidad en esta especie vegetal.4.- Aunque AtHAK5 y ThHAK5 presentan una gran homología de secuencia y unas características funcionales similares, la regulación de los genes que los codifican difieren en condiciones salinas. Así, la salinidad reduce en menor medida la inducción de ThHAK5 por ayuno de K+. En consecuencia, la absorción de K+ de alta afinidad está menos afectada por la presencia de NaCl en el medio externo en T. halophila.5.- La mutagénesis al azar permite encontrar aminoácidos importantes para la función de las proteínas y ésta ha permitido identificar dos versiones mutantes del transportador de K+ de alta afinidad AtHAK5 más eficientes, capaces de transportar K+ a concentraciones externas de Na+ muy elevadas (0.1 mM K+ y 800 mM Na+). / The work done in this Thesis provides some interesting conclusions:1.- Thellungiella halophila show a weight ratio root/shoot bigger than Arabidopsis thaliana, and this difference arise under salt stress, what might provide an effective mechanism of salt tolerance to T. halophila.2.- In A. thaliana, salt stress induces a bigger reduction of K+ uptake and tissue concentrations than in T. halophila, and at the same time T. halophila shows a reduced Na+ uptake and Na+ transport to the shoot. Both properties enable a higher ratio K+/Na+ in T. halophila which might be another mechanism of salt tolerance. 3.- The ThHAK5 gene isolated in this Thesis, encode a K+ transporter that mediates high affinity K+ transport in Saccharomyces cerevisiae similar to the observed in intact plants of T. halophila, which suggest a key role of this transporter in the high affinity range of concentrations.4.- Although AtHAK5 and ThHA5 shows high sequence homology and similar functional properties, gene regulation is different under salt stress. Thus, salinity reduces to a lesser extent the K+-starvation ThHAK5 induction. As a consequence, high affinity K+ uptake is less affected by NaCl in T. halophila. 5.- Random mutagenesis allows the identification of important aminoacids for protein function, and with this technique two more efficient mutant versions of AtHAK5 have been isolated. The evolved AtHAK5 mutant versions are able to transport K+ at high Na+ external concentrations (0.1 mM K+ and 800 mM Na+) in yeast.