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En la presente Tesis se ha estudiado la enzima NBAD-sintetasa, responsable de la síntesis de NBAD, el principal precursor de esclerotización de las cutículas marrones de los insectos. Se la caracterizó en detalle y se estudió su expresión en el ciclo de vida de C. capitata. El aporte principal ha sido, justamente, el estudio en detalle de esta enzima. Anteriormente a esta Tesis, ésta era una enzima prácticamente desconocida. Si bien se había postulado que el NBAD era el principal precursor de esclerotización de las cutículas marrones de los insectos, excepto nuestro laboratorio, nadie había publicado nada sobre la enzima que lo sintetiza. Se determinó la expresión de la NBAD-sintetasa en la metamorfosis. Se la caracterizó y se demostró que la misma posee una amplia especificidad de sustratos. Se demostró por primera vez la actividad de esta enzima en sistema nervioso y respuesta inmune. Se clonó y secuenció por primera vez un mutante melánico de D. melanogaster, carente de esta actividad enzimática. Por su amplía especificidad de sustratos hemos denominado a esta enzima como Catecolamina-B-alanil ligasa (CBAL). Los principales resultados obtenidos son: -Se determinó el patrón de expresión de la enzima en el tejido epidérmico durante el ciclo de vida de C. capítata. La actividad de esta enzima se detectó en momentos muy acotados del ciclo de vida, coincidiendo con los momentos en que los individuos necesitan esclerotizar sus cutículas. Esta actividad es dependiente de la hormona de la muda 20-OH-ecdisona. La actividad está ausente en el tegumento de las larvas, pues las mismas son de cutícula blanda y no sufren el proceso de esclerotización. El primer momento durante el ciclo de vida en que se detectó la actividad fue en las prepupas cuando se forma el pupario. Luego de varias horas la actividad fue indetectable hasta el estadío de adulto farado donde se volvió a registrar la actividad extendiéndose ésta hasta la emergencia del adulto. -Se descubrió y se dosó por primera vez in vitro la actividad NBAD-sintetasa en tejido nervioso. Se estudió el patrón de expresión y se determinó que la actividad en este tejido es constante a lo largo del ciclo de vida. Incluso se detectó actividad en el “cerebro” de las larvas, hecho significativo puesto que en este estadío nunca se detectó esta actividad en la epidermis. En adultos se demostró que la actividad en el sistema nervioso permanece constante durante todo el estadío, mientras que en la epidermis, luego de las primeras 48 horas, cuando ya ha finalizado el proceso de la esclerotización, no se detecta más la actividad. - Por primera vez se observó que la NBAD-sintetasa participa en la respuesta inmune innata de los insectos. Esta actividad se manifiesta solamente cuando los individuos son invadidos por un patógeno o cuando se produce una injuria en la cutícula. También se determinó la función antibacteriana del NBAD. - Se caracterizaron las diferentes actividades enzimáticas y se concluyó que todas corresponderían a una misma enzima. La misma mostró una amplia especificidad de sustrato, siendo capaz de conjugar β-alanina con catecolaminas, indolaminas e imidoaminas. Por primera vez se logró sintetizar in vitro: NBANE, NBAOA; NBATA, NBASHT, NBAHA (carcinina) y NBATyr (sarcofagina). Debido a la amplia especificidad de sustrato que mostró, hemos denominado a esta enzima como “Catecolamina-β-alanil ligasa” (CBAL). - Se estudiaron los mutantes melánicos niger de C. capitata y ebony de D. melanogaster. Se determinó que ambos mutantes son homólogos; los dos carecen de la actividad NBAD-sintetasa en epidermis (esclerotización y respuesta inmune) y en sistema nervioso. Ambos mutantes muestran deficiencias en el comportamiento. El estudio de los mutantes demostró que las proteínas responsables de las actividades enzimáticas corresponden a un único gen. - Se clonó y secuenció el gen ebony de D. melanogaster en la cepa salvaje y el mutante e4. Se demostró, mediante Northern blots, que el ARNm del mutante es de menor tamaño que el de la cepa salvaje. Luego se secuenció y se comprobó que el gen del mutante posee una deleción de 447 pb en el primer exón. Además se observó que en el sitio de la deleción se insertaron 15 nucleótidos pertenecientes a una secuencia extraña, la cual fue analizada y arrojó homología con una secuencia perteneciente a un gen de baculovirus. Se analizó, además, la región promotora y se encontraron secuencias de reconocimiento para genes que responden a 20-OH-ecdisona, factores de transcripción que actúan en tejido epidérmico, tejido nervioso o en la respuesta inmune. - Se comenzó a estudiar preliminarmente la enzima NBAD-hidrolasa. La misma mostró un patrón de expresión diferente a la sintetasa. La expresión de esta enzima se registró durante todo el ciclo de vida. También se observó que se expresa en tejido nervioso. Esta enzima también mostró una amplia especificidad de sustrato, siendo capaz de hidrolizar los diferentes productos que sintetiza la NBAD-sintetasa. Los resultados obtenidos han permitido poner en evidencia la actividad de la enzima CBAL durante el ciclo de vida de C. capitata y los procesos fisiológicos en los que interviene, claves en la evolución de los insectos. También se abrió un nuevo panorama en el estudio del metabolismo de aminas biogénicas y se aportó información para conocer el metabolismo de β-alanina en insectos.