[ca] Les metal·lotioneïnes (MTs) són unes metal·loproteïnes de baix pes molecular i un elevat contingut en residus de cisteïna que els confereixen una gran capacitat per coordinar i intercanviar ions metàl·lics pesants. A més dels residus de cisteïna, existeixen altres lligands no proteics, com els lligands sulfur àcid-làbils, que també poden participar en la coordinació metàl·lica. L'estudi de les capacitats coordinants de les MTs ha permès classificar-les segons la seva preferència metàl·lica en Zn-tioneïnes i Cu-tioneïnes, així com demostrar l'existència d'una gradació entre aquests dos tipus extrems de MTs, donant lloc a un conjunt de proteïnes amb característiques intermèdies que podrien comportar-se com Cu-tioneïnes o Zn-tioneïnes depenent de les necessitats específiques de la cèl·lula. En els mamífers es troben 4 isoformes de metal·lotioneïna (MT1, MT2, MT3 i MT4). Aquestes 4 isoformes tenen 20 cisteïnes conservades en la seva seqüència proteica, i s'accepta que al unir-se a metalls divalents formen una estructura en dos dominis, β i α, que uneixen 3 i 4 ions divalents respectivament. MT1 i MT4 ja han estat estudiades per el nostre equip de recerca i han estat classificades com a Zn-tioneïna i Cu-tioneïna respectivament, així com els seus dominis. Amb l'objectiu d'ampliar el coneixement actual d'aquestes proteïnes, en aquesta Tesi Doctoral s'ha estudiat la capacitat coordinant respecte als metalls zinc, cadmi i coure de les dues isoformes restants de MT de mamífer, MT2 i MT3. Aquest estudi té com objectiu diferenciar la preferència metàl·lica de MT2, comparant-la amb MT1 (considerades fins ara equivalents), determinar les característiques de coordinació metàl·lica de MT3 i relacionar-les amb la seva funció biològica i, finalment, integrar les MTs de mamífer en la classificació global de les metal·lotioneïnes. Per això, s'han sintetitzat mitjançant enginyeria genètica aquestes isoformes i els seus dominis per separat a partir de cultius bacterians suplementats amb Zn, Cd o Cu. Els complexos metàl·lics així obtinguts s'han caracteritzat químicament mitjançant tècniques espectroscòpiques i espectromètriques (ESI-MS, ICP-AES, CD i UV-Vis). Els treballs realitzats amb la isoforma MT2 de mamífer i els seus dos dominis han permès conèixer les diferències de preferència metàl·lica respecta a MT1. Així, mentre que MT1 ha estat classificada com una Zn-tioneïna, MT2 presenta certes característiques de Cu-tioneïna, amb un domini β clarament Cu-tioneïna i un domini α Zn-tioneïna, que situa la isoforma en una pla intermedi en la classificació de les MTs. S'ha demostrat la relació entre les diferencies de seqüència entre les isoformes MT1 i MT2 i les seves preferències de coordinació metàl·lica, per la qual cosa es proposa que siguin considerades separadament, i no de manera conjunta com s'ha fet tradicionalment. Per altra banda, MT3 és clarament una Cu-tioneïna, amb els dos dominis Cu-tioneïna. De fer, s'ha revelat com una MT de caràcter Cu-tioneïna més accentuat que la mateixa MT4. Finalment, en aquesta Tesi Doctoral, s'ha pogut establir definitivament la gradació de preferència metàl·lica de totes les MTs de mamífer des de Zn-tioneïna a Cu-tioneïna tal i com segueix: MT1 > MT2 > MT4 > MT3, per posteriorment incloure aquestes isoformes en la classificació global de les MTs.

[es] Las metalotioneínas (MTs) son unas metaloproteínas de bajo peso molecular y un elevado contenido en residuos de cisteína que les confieren gran capacidad de coordinar e intercambiar iones metálicos pesados. Además de los residuos de cisteína existen otros ligandos no proteicos, como los ligandos sulfuro ácido-lábiles, que también pueden participar en la coordinación metálica. El estudio de las capacidades coordinantes de las MTs ha permitido clasificarlas según su preferencia metálica en Zn-tioneínas y Cu-tioneínas así como demostrar la existencia de una gradación entre estos dos tipos extremos de MTs, dando lugar a un conjunto de proteínas con características intermedias que podrían comportarse como Cu-tioneínas o Zn-tioneínas dependiendo de las necesidades específicas de la célula. En mamífero se encuentran 4 isoformas de metalotioneína (MT1, MT2, MT3 y MT4). Estas 4 isoformas tienen 20 cisteínas conservadas en su secuencia proteica y, se acepta que al unirse a metales divalentes forman una estructura en dos dominios, β y α, que unen 3 y 4 iones divalentes respectivamente. MT1 y MT4 ya han sido estudiadas por nuestro equipo de investigación y clasificadas como Zn-tioneína y Cu-tioneína respectivamente, así como sus dominios. Con el objetivo de ampliar el conocimiento actual sobre estas proteínas, en esta Tesis Doctoral se ha estudiado la capacidad coordinante respecto a los metales zinc, cadmio y cobre de las dos isoformas restantes de MT de mamífero, MT2 y MT3. Este estudio tiene como objetivo diferenciar la preferencia metálica de MT2, comparándola con MT1 (consideradas hasta el momento como equivalentes), determinar las características de coordinación de MT3 y relacionarlas con su función biológica y, finalmente, integrar las MTs de mamífero en la clasificación global de las metalotioneínas. Para ello, se han sintetizado mediante ingeniería genética estas isoformas y sus dominios por separado a partir de cultivos bacterianos suplementados con Zn, Cd o Cu. Los complejos metálicos así obtenidos, se han caracterizado químicamente mediante técnicas espectroscópicas y espectrométricas (ESI-MS, ICP-AES, CD y UV-Vis). Los trabajos realizados con la isoforma MT2 de mamífero y sus dos dominios han permitido conocer las diferencias de preferencia metálica respecto a MT1. Así pues, mientras MT1 se había clasificado como Zn-tioneína, MT2 exhibe ciertas características de Cu-tioneína, con un dominio β claramente Cu-tioneína y un dominio α Zn-tioneína, que sitúan la isoforma en un plano intermedio en la clasificación de las MTs. Se ha demostrado la relación entre las diferencias de secuencia entre las isoformas MT1 y MT2 y sus preferencias de coordinación metálica, por lo que se propone la consideración separada de estas dos isoformas, y no conjunta como se ha hecho tradicionalmente. Por otra parte, MT3 es claramente una Cu-tioneína, con ambos dominios Cu-tioneína. De hecho se ha revelado como una MT de carácter Cu-tioneína más acentuado que la propia MT4. Finalmente, en esta Tesis Doctoral, se ha podido establecer definitivamente la gradación de preferencia metálica de todas las MTs de mamífero desde Zn-tioneína a Cu-tioneína como sigue: MT1 > MT2 > MT4 > MT3, para posteriormente incluir las isoformas en la clasificación global de las MTs.