[ca] Les modificacions post-traduccionals (PTM) de les proteïnes mitjançant SUMO (Small Ubiquitin-like Modifier) són una forma de regulació de diferents funcions cel·lulars, com ara la transcripció o la reparació de l'ADN. SUMO pertany a la superfamília de proteïnes modificadores similars a la ubiquitina (UbL). Aquestes proteïnes estan formades per petits dominis proteics homòlegs, que s'uneixen a les proteïnes diana mitjançant la formació d'un enllaç isopeptídic entre els residus lisina del substrat i el C-terminal del modificador UbL. Aquesta reacció requereix la participació d'una cascada enzimàtica depenent de l'ATP formada pels enzims E1, E2 i E3. Els complexos de Manteniment Estructural dels Cromosomes (SMC, per les sigles en anglès) són heterodímers amb forma d'anell formats per dues proteïnes SMC i un nombre diferent de proteïnes satèl·lit. Els organismes eucariotes expressen tres complexos SMC: la cohesina, que manté les connexions entre les cromàtides germanes; la condensina, que compacta els cromosomes; i el Smc5/6, que promou la disjunció cromosòmica. Nse2 és una subunitat del complex Smc5/6 que posseeix activitat SUMO E3 lligasa a causa de la presència d'un domini SP-RING que activa el tioèster E2-SUMO per a passar-ho al substrat. En aquesta tesi, primer mostrem el disseny, la purificació del subcomplex i els primers intents de cristal·lització de construccions truncades del complex Smc5/6 humà. En segon lloc, demostrem la potenciació de l'activitat SUMO E3 lligasa de Nse2 després de la unió de l'ADN a una regió carregada positivament al domini arm de Smc5, revelant un mecanisme per restringir la SUMOilació a les proximitats d'aquelles molècules de Smc5/6-Nse2 unides a l'ADN. En tercer lloc, presentem l'estructura cristal·lina de Nse2/Smc5 en complex amb el tioèster carregat d'E2-SUMO, revelant els detalls estructurals d'aquesta interfície múltiple de proteïnes E2-E3. Finalment, descrivim el paper de dos motius similars a SIM (SUMO-Interacting Motif) a Nse2, que es reestructuren a l'unir-se al SUMO donant i al SUMO del costat de l'E2 durant la reacció de descàrrega dependent d'E3, revelant el mecanisme enzimàtic de la Nse2 SUMO E3 lligasa.

[en] Protein post-translational modification (PTM) by small ubiquitin-like modifier (SUMO) is a widespread manner of regulation of many cellular functions, including as example transcription or DNA damage repair. SUMO belongs to the ubiquitin-like modifiers (UbL) superfamily of proteins, which are constituted by homologous small protein domains that can be attached to protein targets by the formation of an isopeptidic bond between lysine residues in the substrate and the C-terminal tail of the UbL modifier. This reaction requires the participation of an ATP-dependent enzymatic cascade composed by an: E1, E2 and E3 enzymes. Structural Maintenance of Chromosomes (SMC) complexes are ring-shaped heterodimers formed by two SMC proteins and a distinct number of satellite proteins. Eukaryotes contain three SMC complexes: cohesin, which maintains the connection between sister chromatids; condensin, which compacts chromosomes; and the Smc5/6 complex, which promotes chromosome disjunction, among other functions. Nse2 is a subunit of the Smc5/6 complex that possesses SUMO E3 ligase activity by the presence of a SP-RING domain that activates the E2~SUMO thioester discharge on the substrates. In the present thesis, we first show the design, subcomplex purification, and initial crystallization attempts of truncated constructs of the human Smc5/6 complex. Second, we reveal the enhancement of the SUMO E3 ligase activity of Nse2 upon DNA binding to a positively charged patch in the ARM domain of Smc5, revealing a potential mechanism to restrict SUMOylation to the vicinity of those Smc5/6-Nse2 molecules engaged on DNA. Third, we present the crystal structure of the Nse2/Smc5 in complex with the E2-SUMO charged thioester, disclosing the structural details of this multiple E2-E3 protein interface. We finally reveal the role of two SIM (SUMO-Interacting Motif)-like motifs in Nse2, which are restructured upon binding the donor and E2-backside SUMO during the E3-dependent discharge reaction, revealing the enzymatic mechanism of the Nse2 SUMO E3 ligase.