[ca] La tasca investigadora realitzada, i recollida en la present Tesi Doctoral, és el resultat de l'estudi i caracterització de l'especificitat metàl·lica, vers Zn(II), Cu(I) i Cd(II), de diferents metal·lotioneïnes i de l'anàlisi dels factors que poden determinar aquesta especificitat. El conjunt de proteïnes estudiades el componen principalment isoformes d'MTs de mol·luscs: els cargols terrestres H.pomatia i C.aspersum i el barretet marí M.crenulata. L'estudi de les propietats coordinants d'aquestes proteïnes ha fet possible establir l'existència, en els dos cargols, d'una isoforma d'MT amb una clara preferència per Cd(II) i d'altres per Cu(I), podent relacionar aquest comportament amb el rol fisiològic d'aquestes proteïnes (destoxicació de cadmi i homeòstasi de coure, respectivament). En canvi, M.crenulata té una única MT, McMT, que no presenta una clara especificitat per Zn(II), Cd(II) o Cu(I), podent participar en ambdós tipus de processos fisiològics. L'estudi conjunt de les diferents MTs ha permès concloure que proteïnes similars (contingut en cisteïnes i la seva posició relativa dins la cadena peptídica) poden presentar especificitats metàl·liques molt diferents, sent els aminoàcids no coordinants els responsables d'aquesta diversitat. S'han estudiat també altres MTs: de B.floridae (amfiox) i de D.melanogaster (mosca). L'amfiox, considerat un organisme model en l'estudi del llinatge evolutiu dels vertebrats, ha estat àmpliament estudiat a nivell genòmic i proteic, però fins el moment es desconeixia l'existència d'MTs. La descripció del seu genoma complert va permetre identificar dues isoformes d'MT (BfMT1 i BfMT2), que posteriorment varem produir recombinantment. L'estudi de les característiques coordinants d'aquestes dues proteïnes ha permès establir que BfMT1 presenta una certa especificitat per enllaçar Cu(I) mentre que BfMT2 mostra una major especificitat metàl·lica per Zn(II) i Cd(II), fets que concorden amb el comportament observat a nivell genòmic dels seus respectius gens. D'altra banda, en Drosophila havíem descrit i estudiat 4 isoformes d'MT, totes elles amb una clara preferència per Cu(I). En aquest treball s'ha estudiat una cinquena MT, MtnE, descoberta recentment. Els resultats obtinguts indiquen que MtnE és la isoforma amb menor especificitat per Cu(I) del conjunt d'MTs de D.melanogaster, amb un lloc de coordinació particular per Zn(II). Addicionalment, s'ha utilitzat l'acoblament d'un sistema cromatogràfic (size exclusion- HPLC) amb diferents tipus de detecció (UV-Vis, ESI-MS i ICP-MS) per estudiar l'evolució amb el temps d'algunes preparacions d'MTs, aquelles riques en lligands sulfur. Els resultats han permès observar el creixement i compactació dels agregats CdxSy-MT de les preparacions inicials obtingudes in vivo. Finalment s'han determinat els paràmetres termodinàmics associats a la reacció de bescanvi de Zn(II) per Cd(II) en diverses MTs mitjançant la tècnica d'ITC (Isothermal Titration Calorimetry). Aquest estudi ha permès establir en les MTs estudiades una relació entre els valors calculats de les constants d'afinitat i l'especificitat metàl·lica vers ions metàl·lics divalents i monovalents.

[en] The research work embodied in this PhD Thesis is the result of the study and characterization of the metal specificity, towards Zn (II), Cu (I) and Cd (II), of different metallothioneins and of the analysis of the factors that could determine this specificity. The set of studied proteins is mainly composed by mollusc MT isoforms: the terrestrial snails H.pomatia and C.aspersum and the keyhole limpet M.crenulata. The study of the coordination properties of these proteins allowed to establish the existence, in both snails, of an MT isoform with a clear preference for Cd(II) and others to Cu(I), which correlates with their physiological role (cadminun detoxification and copper homeostasis, respectively). In contrast, M.crenulata has only one MT, McMT, which does not show any clear specificity for Zn(II), Cd(II) nor Cu(I), being able to participate in both type of physiological processes. The comparison of the behaviour of these different MTs allowed to conclude that similar proteins (in terms of cysteine content and their relative position in the peptide chain) can exhibit very different metal specificities, being the non-coordinating aminoacids responsible for this diversity. Others MTs have also been studied: from B.floridae (amphioxus) and D.melanogaster (fly). Amphioxus, which is considered a model organism for the study of the vertebrates's evolutive lineage, has been extensively studied at genomic and protein level, but until now the existence of MTs was not described. The report of its complete genome allowed to identify two MT isoforms (BfMT1 and BfMT2), which were recombinantly produced in our labs. The study of their coordinating abilities allowed to observe that BfMT1 shows some specificity to bind Cu(I) while BfMT2 shows greater specificity towards Zn(II) and Cd(II). This is consistent with the behavior at genomic level their respective genes. Already described and studied four MT isoforms in Drosophila, all of them exhibiting a clear preference for Cu(I). In this work we have studied a fifth MT, MtnE, recently discovered. The results obtained indicate that MtnE is the isoform with the lowest specificity for Cu(I) among the set of D.melanogaster MTs, embracing a particular coordination for Zn(II). Additionally, the coupling of a chromatographic system (size-exclusion HPLC) with different detection techniques (UV-Vis, ESI-MS and ICP-MS) was carried out in order to study the time evolution of some MTs preparations, those rich in sulfide ligands. The results allowed to observe the growth and compactation of the CdxSy-MT aggregates formed in vivo. Finally, the thermodynamic parameters related with the Zn(II) for Cd(II) replacement process in various MTs have been determined by means of ITC (Isothermal Titration Calorimetry). This has allowed to establish a relationship between the calculated values of the affinity constants of the studied MTs and their metal specificity towards monovalent and divalent metal ions.