La metabolòmica ha adquirit recentment un gran interès gràcies al gran ventall d'aplicacions que presenta, que l'han convertit en una eina clau en diferents camps com la diagnosi de malalties, el seguiment de tractaments farmacològics i l'estudi de les interaccions entre diferents sistemes. A més, juntament amb la genòmica i la proteòmica, ha permès l'assignació de nombroses funcions genètiques i enzimàtiques.L'objectiu de la present tesi doctoral és una aplicació de diferents tècniques analítiques com LC-MS/MS, GC-MS, o NMR a l'estudi dels metabòlits de cinc espècies vegetals amb uns objectius concrets en cadascuna. En cada cas s'ha seleccionat la tècnica més adequada segons la naturalesa dels metabòlits a estudiar i el tipus d'objectiu plantejat. Existeix una gran varietat de metabòlits secundaris a les plantes, però aquest treball s'ha centrat, particularment, en l'estudi dels compostos fenòlics i els alcaloides (concretament els alcaloides de les Amaryllidaceae), ja que constitueixen dos tipus de metabòlits d'especial rellevància. D'una banda, tenen una gran importància biològica en les plantes, i de l'altra, gràcies a la seva activitat farmacològica, poden exercir nombrosos efectes beneficiosos que poden ser de gran interès en l'elaboració de fàrmacs o bé en el camp de l'alimentació.Dins la gran varietat d'aplicacions de la metabolòmica, la present tesi ha abordat els següents aspectes:1)Estudi de l'activitat antioxidant del material de rebuig del lavandí (Lavandula x intermedia Emeric ex Loiseleur) després de la destil·lació dels seus olis essencials, i identificació dels compostos fenòlics responsables d'aquesta activitat. Es va avaluar el contingut total en compostos fenòlics, així com l'activitat antioxidant, de diferents fraccions mitjançant diferents mètodes, i es van identificar un total de 23 compostos fenòlics per LC-MS/MS en les mateixes fraccions. D'aquesta manera es pretén proposar aquest material de rebuig com a nova font d'obtenció d'antioxidants naturals que, a més, suposaria el reciclatge d'aquest material.2) Estudi del paper dels compostos fenòlics en la resposta de les plantes davant l'estrès abiòtic i la senescència, mitjançant la identificació i comparació qualitativa i quantitativa d'aquests metabòlits, a través de la tècnica de LC-MS/MS en diferents mostres de plantes de tabac i d'Arabidopsis thaliana.3) Aïllament, identificació i caracterització per tècniques de NMR de flavonoides de Crinum humile, espècie vegetal de la família Amaryllidaceae poc coneguda del Camerun, amb possible activitat farmacològica.4) Identificació, per GC-MS, dels alcaloides de les Amaryllidaceae de Pancratium canariense, espècie poc estudiada en termes de composició química, amb especial atenció a la possible detecció de nous derivats de la galantamina, alcaloide amb activitat anticolinesteràsica, utilitzat en el tractament de la malaltia de l'Alzheimer.El present treball de tesi no pretén, però, ser una anàlisi metabolòmica completa d'un seguit de plantes, sinó una contribució a la metabolòmica, una petita mostra de la gran varietat de possibilitats de la seva aplicació, i una aportació d'una sèrie de resultats que poden ser útils tant en el camp de la recerca de la bioquímica vegetal, com en el camp de la farmacologia i la fitoquímica. / Metabolomics has recently received much interest owing to its wide range of applications, and has become a key strategy in different fields such as disease diagnostics, clinical trial monitorization, toxicity assessment or systems-biology studies. Furthermore, together with genomics and proteomics, metabolomics has led the assignment of several enzyme and gene functions.The present PhD thesis aims to apply different analytic techniques and strategies such as LC-MS/MS, GC-MS or NMR to study the metabolites from five plant species, with specific objectives in each case. Each analytic technique was selected according to the type of metabolites that were object of study and the specific aim proposed. From the great variety of secondary metabolites in plants, this work has particularly studied phenolic compounds and alkaloids (specifically the Amaryllidaceae alkaloids).Among the wide range of metabolomics applications, this thesis has focused on the following objectives:1) Investigation of the phenolic composition of lavandin (Lavandula x intermedia Emeric ex Loiseleur) waste obtained after the distillation of essential oils for the perfume industry to find an alternative use for this material as a new source of natural antioxidants. The antioxidant activity of different fractions as well as their total phenolic content were evaluated by different methods. A total of twenty-three phenolic compounds were identified by LC-MS/MS. 2) Study of phenolic compounds behaviour in plant response to abiotic stress and senescence by identifying and quantifying these metabolites by LC-MS/MS in different samples of tobacco and Arabidopsis thaliana.3) Isolation and identification by NMR of flavonoids from Crinum humile, a plant species of unknown chemical composition.4) Identification by GC-MS of Amaryllidaceae alkaloids from Pancratium canariense, with special attention to the detection of new galantamina derivatives, an alkaloid used in Alzheimer therapy.

No description available.

Adolescence is a critical developmental period in which the brain emerges from an immature state to adulthood. This process of brain development is associated to greater cognitive capacity but also to altered emotional behaviour, such as anxiety and depressive symptoms; as well as increased sensation-seeking and risk taking behaviour. The proper development of brain and behaviour into adulthood can be negatively affected by external factors such as drug abuse and environmental conditions. This work consists firstly on, studying the impact of binge ethanol, 3, 4-Methylenedioxymethamphetamine (MDMA) and its combination in adolescent mice. Secondly, study the consequences of early-life stressful experiences (social isolation) into adulthood. Main results obtained from the first objective are that the combination of binge ethanol and MDMA induces emotional-like alterations. These alterations can be prevented by antidepressant treatment. In addition, MDMA induces memory impairments that may be associated to oxidative damage to specific proteins in the hippocampus. Neuroinflammation is also present after MDMA treatment, but not after binge ethanol treatment, in mice striatum. Metabolomic studies indicate that brain metabolism is altered after binge ethanol, MDMA or its combination. Even though these are only preliminary results, these alterations might be due to an imbalance in tryptophan metabolism. Regarding the second objective, our findings indicate that social isolation during adolescence induces an altered response to novel and stressful situations. These alterations are probably due to altered HPA axis activity. / L'adolescència és un període crític en el desenvolupament de l’individu en el qual el cervell va d’un estat immadur a l’edat adulta. Aquest procés va acompanyat d’una elevada capacitat cognitiva però també de freqüents alteracions de tipus emocional, com l’ansietat o els símptomes depressius, així com la cerca de sensacions de risc. Un bon desenvolupament del cervell i del comportament es pot veure negativament afectat per factors externs com són l’abús de drogues i les condicions ambientals desfavorables. Aquest projecte consisteix en primer lloc, a estudiar l'impacte de l’alcohol en excés, la 3, 4-Metilendioximetamfetamina (MDMA) i la seva combinació en ratolins adolescents. En segon lloc, estudiar les conseqüències en l’edat adulta d’experiències estressants durant l’adolescència. Els principals resultats obtinguts referents al primer objectiu són que la combinació d'alcohol en excés i MDMA provoca alteracions de tipus emocional. Aquestes alteracions poden ser previngudes pel tractament amb antidepressius. A més, la MDMA indueix un deteriorament de la memòria que pot estar associada amb el dany oxidatiu a proteïnes específiques de l'hipocamp. També s’ha observat una resposta neuroinflamatòria en el cos estriat dels ratolins després del tractament amb MDMA, però no després del tractament amb etanol en excés. Finalment, estudis de metabolòmica indiquen que el metabolisme cerebral es veu alterat després de l’alcohol en excés, la MDMA o la seva combinació. Tot i que només són resultats preliminars, aquestes alteracions poden ser conseqüència d'un desequilibri en el metabolisme del triptòfan. Referent al segon objectiu, els nostres resultats indiquen que l'aïllament social durant l’adolescència indueix una resposta alterada a situacions novelles i estressants. Aquestes respostes anormals són probablement conseqüència d’alteracions en l’activitat de l’eix HPA.

With only 689 genes Mycoplasma pneumoniae (M. pneumoniae) is among the simplest known organisms. Because of this simplicity, mycoplasma represents an attractive organism for systems-wide analyses. Such approaches aiming at the whole quantitative understanding of an entire organism are expected to illustrate the basic principles of life. Strand-specific tiling arrays complemented by transcriptome sequencing, were combined with more than 252 spotted arrays to study M. pneumoniae transcriptional organization. An important presence of alternative transcripts (42%) within operons and a high frequency of antisense RNA (89) were detected. Metabolism was also studied in detail. A manually curated metabolic network allowed the definition of a minimal medium with 19 essential nutrients. This has been complemented with measurements of biomass indicators, metabolites and fluxes. Integration with transcriptional profiling has provided keys in the metabolic regulation. Protein organization and interactions have been addressed systematically by Tandem affinity purification-mass spectrometry (TAP-MS) in a proteome-wide screen. The biochemical analysis revealed 178 protein complexes which have been complemented by structural models, single-article electron microscopy and electron tomography. By integrating the datasets from these different approaches, we show that this small bacterium harbors an unexpected complexity with features such as the frequent occurrence of alternative transcripts and antisense RNA, a small but tightly controlled metabolic network and a high level of proteome organization. / Amb només 689 gens Mycoplasma pneumoniae es troba entre els organismes més simples que es coneixen. Degut a aquesta simplicitat, mycoplasma representa un organisme atractiu per dur a terme estudis a nivell genòmic. S'espera d'aquests treballs que pretenen descriure de manera quantitativa l'organisme sencer que ajudin a entendre els principis bàsics de la vida. Per tal l'estudiar amb profunditat del transcriptoma, s'ha fet ús d'una combinació de dades de "tiling arrays" amb especificitat de cadena, ultraseqüenciació i més de 252 microarrays. Després d'analitzar els resultats s'ha detectat una alta presència de transcrits alternatius (42%) dintre operons i una alt contingut de ARN de tipus "antisense" (89). També s'ha realitzat un estudi detallat del metabolisme. S'ha revisat i completat manualment el mapa metabòlic de M. pneumoniae, fet que ha permès el disseny d'un medi mínim amb l'ús de 19 ingredients essencials. El mapa s'ha completat amb diferents mesures d'indicadors de biomassa, metabòlits i fluxos. També s'ha estudiat la regulació de metabolisme mitjançant microarrays. Per altra banda, s'han mesurat sistemàticament les interaccions proteïna-proteïna mitjançant "Tandem affinity purification-mass spectrometry (TAP-MS)". Aquest anàlisis ha detectat 178 complexes diferents, els quals han estat complementats amb models estructurals, microscòpia electrònica i tomografia electrònica. Mitjançant la integració d'aquestes col·leccions de dades, es pot mostrar que aquest petit bacteri amaga un inesperada complexitat amb característiques com la freqüència de transcrits alternatius i ARN "antisense", una xarxa metabòlica petita però fortament controlada i una alta organització del proteoma.