[ca] Les lipoxigenases són una família d'enzims involucrats en el sistema immunitari que són capaces d'oxidar de forma estèreo i regioselectiva una família de compostos anomenada àcids grassos poliinsaturats. El producte d'aquestes reaccions bioquímiques és una sèrie de compostos biosenyalitzadors que participen en la inflamació i la resolució d'aquesta. Al llarg de la present Tesis, s'ha estudiat quatre lipoxigenases diferents, centrant l'estudi en les diferències entre enzims provinent del mateix gen en diferents espècies de mamífer, l'efecte de l'aplicació de mutacions en regions claus de l'enzim per tal de modificar-ne l'especificitat i en el mecanisme biocatalític que condueix les transformacions dels àcids grassos en molècules biosenyalitzadores. A més a més, s'ha estudiat el rol de dues proteïnes estretament relacionades amb les lipoxigenases. D'una banda, s'ha estudiat el rol de la Five-Lipoxygenase-Activating protein, clau per al correcte funcionament de a Lipoxigenasa 5, immersa en una membrana nuclear. De l'altra, s'ha estudiat el mecanisme biocatalític de la Leukotriene A4 Hydrolase, que participa en la síntesi del Leucotriè B4, compost clau en etapes d'inflamació. També s'ha dissenyat mutants de la Leukotriene A4 Hydrolase centrant-se en la modificació de la cavitat enzimàtica per a permetre la reactivitat de derivats de l'àcid docosahexaenoic, de manera que sigui possible la seva aplicació en una síntesis industrial de la Maresina-1, una de les molècules biosenyalitzadores més potents per a la resolució de la inflamació, aplicable com a tractament per a pacients de malalties inflamatòries cròniques com la COVID-19, la ELA o la EM, entre moltes altres. Aquests estudis s'han realitzat des de dos punts de vista: l'experimental i el computacional. D'una banda, s'han expressat alguns dels enzims estudiats i, mitjançant la incubació amb àcids grassos, s'ha analitzat els productes obtinguts per tal de comprendre l'estèreo i regioselectivat dels enzims. D'altra banda, s'han aplicat mètodes de la Química Computacional com el Docking molecular, la dinàmica molecular i els càlculs QM/MM per a explorar diferents aspectes dels enzims, des de la interacció entre la proteïna i el substrat fins al mecanisme biocatalític a nivell quàntic.

[en] Lipoxygenases are a family of enzymes involved in the immune system, which are able to oxidise in a stereo- and regioselective way a family of compounds called polyunsaturated fatty acids. The product of these biochemical reactions is a series of biosignalling compounds involved in inflammation and its resolution. Along this Thesis, four different lipoxygenases have been studied focusing on the differences between two enzymes codified in the same gene of two distinct mammalian species, on the effect of the application of mutations in enzyme's key regions for the modification of the stereo- and regioselectivities of the enzyme, and on the biocatalytic mechanism that drives the transformations of the fatty acids into biosignalling molecules. Moreover, the role of the two proteins closely related with lipoxygenases has been studied. On the one hand, Five-Lipoxygenase-Activating protein, necessary for the proper function of the Lipoxigenase-5, has been studied in a nuclear membrane's environment. On the other hand, the biocatalytic mechanism of the Leukotriene A4 Hydrolase has been studied. This enzyme participates in the synthesis of the Leukotriene B4, a key compound in the inflammation stage. Furthermore, mutants of Leukotriene A4 Hydrolase have been designed focusing on its enzymatic cavity to allow the reactivity of derivatives of the docosahexaenoic acid in order to make it possible to be used in an industrial synthesis of Maresin-1, one of the most potent biosignalling molecules for the resolution of the inflammation, so it can be applicable as a drug for patients with chronic inflammatory diseases such as COVID-19, ALS or MS, among others. These studies have been carried out from two different perspectives: the experimental and the computational. On the one hand, some of the studied enzymes have been expressed and incubated with fatty acids, and the resulting products have been analysed to understand the stereo- and regioselectivity of the enzymes. On the other hand, several methods from the Computational Chemistry field such as molecular Docking, molecular dynamics and QM/MM calculations have been applied to explore different aspects of the enzymes, from the protein-substrate interaction to the biocatalytic mechanism at the quantum level of theory.