Ciencias

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https://hdl.handle.net/10201/60

Bienvenido a la colección de Tesis Doctorales de Ciencias de la Universidad de Murcia. Este portal está dirigido a los investigadores y profesores de la Universidad de Murcia con la finalidad de aumentar la visibilidad de sus tesis doctorales pertenecientes al ámbito de las Ciencias

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D-brane systems and open string compactifications
(Universidad de Murcia, 2026-05-28) Balaguer Tornel, Juan Ramón; Fernández Melgarejo, José Juan; Sin departamento asociado; Escuela Internacional de Doctorado
Esta tesis doctoral estudia distintos aspectos de la teoría de cuerdas con especial énfasis en el papel de las D-branas. La motivación general del trabajo se sitúa en el marco del problema abierto de la física teórica de unificar la Relatividad General con la mecánica cuántica, para lo cual la teoría de cuerdas constituye una de las propuestas más consistentes de teoría cuántica de la gravedad. Dentro de este contexto, el objetivo central de la tesis es analizar cómo las D-branas influyen en dos escenarios clave: la holografía y las compactificaciones con flujos. El trabajo se articula en dos líneas principales. La primera se centra en el estudio de la holografía de precisión mediante la construcción y análisis de nuevas configuraciones de intersección de branas en teoría de cuerdas tipo IIB. Se investigan soluciones de supergravedad asociadas a estos sistemas y se examina su límite de horizonte cercano con el fin de determinar si generan geometrías de tipo Anti de Sitter. Este análisis permite identificar configuraciones explícitas que proporcionan descripciones gravitatorias de teorías de campos de menor dimensión, contribuyendo así a un mejor entendimiento cuantitativo de la correspondencia AdS/CFT, especialmente en situaciones con menor simetría o presencia de defectos. La segunda línea de investigación aborda las compactificaciones con flujos en presencia de D-branas y planos orientifold, incorporando explícitamente grados de libertad de cuerda abierta. En este marco se estudian reducciones orientifold de la teoría tipo IIB teniendo en cuenta moduli dinámicos asociados a posiciones de branas, grupos gauge no abelianos y flujos. La metodología combina un enfoque top-down, basado en reducciones dimensionales desde teoría de cuerdas, con un enfoque bottom-up apoyado en la clasificación de supergravedades gaugeadas, permitiendo establecer un diccionario entre ambas teorías de forma que los respectivos potenciales escalares coinciden. Entre los resultados principales destaca, en primer lugar, la identificación de nuevas configuraciones de intersección de branas que generan geometrías AdS3 en el límite de horizonte cercano, proporcionando realizaciones explícitas de ciertas teorías conformes bidimensionales desde teoría de cuerdas. En segundo lugar, se demuestra la coincidencia exacta entre el potencial escalar obtenido a partir de reducciones orientifold de tipo IIB (incluyendo contribuciones tanto del sector de cuerda cerrada como del sector de cuerda abierta) y el potencial derivado de supergravedades gaugeadas con supersimetría N = (1,1) en seis dimensiones. Este resultado confirma la consistencia del marco teórico y establece un vínculo preciso entre construcciones explícitas de teoría de cuerdas y descripciones efectivas de baja energía. En conjunto, los resultados obtenidos refuerzan el papel central de las D-branas en la estructura de la teoría de cuerdas, tanto en su vertiente holográfica como en la descripción de compactificaciones con flujos.
Embargo
Direct decarboxylation of fluorinated carboxylates enabled by iron photocatalysis
(Universidad de Murcia, 2026-06-01) Fernández García, Sara; Juliá Hernández, Francisco; Sin departamento asociado; Escuela Internacional de Doctorado
Los ácidos carboxílicos fluorados constituyen materias primas abundantes, económicas y con una excelente eficiencia atómica, lo que los convierte en candidatos ideales como precursores de radicales en síntesis orgánica. Son compuestos estables, fáciles de manejar y capaces de generar radicales centrados en carbono mediante procesos de descarboxilación, liberando CO2 como único subproducto. Sin embargo, a pesar de estas ventajas, su utilización directa como agentes fluoroalquilantes en química radicalaria ha sido históricamente limitada. Esta dificultad se debe a sus elevados potenciales de oxidación (Eox> 2.0 V vs SCE), que los sitúan fuera del alcance de las estrategias convencionales de activación basadas en transferencia electrónica de esfera externa, como la fotocatálisis redox. Como consecuencia, los métodos existentes requieren condiciones fuertemente oxidantes, lo que compromete la selectividad, la tolerancia a grupos funcionales y su aplicabilidad en la funcionalización de moléculas complejas, especialmente relevantes en el ámbito farmacéutico.Esta tesis aborda este desafío mediante una estrategia alternativa de activación basada en un mecanismo de esfera interna, empleando catalizadores de hierro abundantes y accesibles. En este enfoque, los carboxilatos fluorados se coordinan a especies fotoactivas de Fe(III), formando complejos que, tras la absorción de luz visible, experimentan una excitación de tipo LMCT (ligand-to-metal charge transfer). Este proceso induce la ruptura homolítica del enlace Fe-O y genera un radical carboxilato que, de forma inmediata, libera CO2 para dar lugar al correspondiente radical fluoroalquilo. De este modo, la generación del radical deja de depender de las propiedades redox del sustrato y pasa a estar gobernada por su coordinación al metal, lo que permite superar las limitaciones de las estrategias convencionales y operar bajo condiciones suaves.En el Capítulo 2 se valida este concepto mediante el desarrollo de un sistema fotocatalítico Fe-LMCT capaz de promover la descarboxilación directa de trifluoroacetato de sodio, generando radicales CF3. Estos radicales se emplean en la trifluorometilación directa de enlaces C(sp2)-H en una amplia variedad de (hetero)arenos, incluyendo sustratos ricos en electrones y sensibles a la oxidación, lo que pone de manifiesto que la reactividad está controlada por la coordinación al hierro y no por las propiedades redox del sustrato.En el Capítulo 3, esta plataforma se integra con procesos electroquímicos, dando lugar a un sistema fotoelectrocatalítico en el que la oxidación anódica sustituye al oxidante estequiométrico. Esto permite la regeneración continua del catalizador bajo control electroquímico, mejorando la sostenibilidad del proceso y permitiendo la funcionalización eficiente de sustratos especialmente sensibles. Los estudios mecanísticos revelan la coexistencia de distintas especies de hierro con funciones complementarias dentro del ciclo catalítico.El Capítulo 4 amplía el alcance de esta estrategia a halodifluoroacetatos, permitiendo la generación de radicales CF2X (X = Cl, Br) bajo condiciones suaves. Estos radicales reaccionan de forma selectiva con (hetero)arenos, mostrando una elevada tolerancia a grupos funcionales y compatibilidad con moléculas complejas. Además, los grupos introducidos pueden transformarse posteriormente en fluoruro de acilo, estableciendo una conexión directa entre la funcionalización radicalaria y la diversificación sintética.Finalmente, en el Capítulo 5 se extiende la metodología a la activación directa del ácido difluoroacético, permitiendo la generación de radicales CF2H sin necesidad de condiciones drásticas ni reactivos preactivados. Este proceso proporciona una vía práctica para la difluorometilación de una amplia variedad de sustratos, independientemente de su naturaleza electrónica, y confirma la versatilidad del enfoque desarrollado.En conjunto, esta tesis establece la catálisis Fe-LMCT como una plataforma general y versátil para la activación directa de ácidos carboxílicos fluorados, ofreciendo una alternativa sostenible y eficaz a las metodologías tradicionales y abriendo nuevas posibilidades para la funcionalización de moléculas complejas.
Open Access
Interacción de la TGB1 del virus del mosaico del pepino dulce (PepMV) con factores de transcripción de tomate
(Universidad de Murcia, 2026-05-11) Rodríguez Úbeda, Jesús Enmanuel; Aranda Regules, Miguel Ángel; Sin departamento asociado; Escuela Internacional de Doctorado
En esta tesis doctoral se ha estudiado la proteína 1 del bloque de tres genes (TGB) del virus del mosaico del pepino dulce (PepMV; especie Potexvirus pepini) con un interés especial en su papel en el núcleo. PepMV, perteneciente al género Potexvirus de la familia Alphaflexiviridae, es actualmente el agente causante de una pandemia en tomate cultivado, con importantes pérdidas económicas asociadas. Además de su relevancia agronómica, PepMV se ha consolidado como un modelo de referencia en virología vegetal gracias al desarrollo de numerosas herramientas biotecnológicas y la caracterización de su genoma e interacción con el huésped. La TGB1 de PepMV desempeña un papel central en distintas etapas del ciclo infectivo, incluyendo el silenciamiento de ARN, aunque muchas de sus funciones han sido inferidas por homología con virus relacionados. El objetivo de esta tesis doctoral ha sido caracterizar experimentalmente la localización subcelular de la TGB1 de PepMV, con especial interés en su función nuclear, identificando y caracterizando factores nucleares del huésped interactores de TGB1. En la primera parte de esta tesis se caracterizó la localización subcelular de la TGB1 de PepMV, determinando que se trata de una proteína soluble con una distribución núcleo-citoplásmica en células sanas, con exclusión del nucleolo, que durante la infección se acumula de forma preferente en plasmodesmos y orgánulos de replicación viral (VROs). Aunque en el VRO se concentran gran parte de las funciones asociadas la infección, la presencia consistente de TGB1 en el núcleo sugiere un papel funcional adicional en este compartimento subcelular. Para abordar esta cuestión, en la segunda parte de esta tesis doctoral, se caracterizaron factores nucleares del huésped interactores de la TGB1 de PepMV identificados a través de un escrutinio de doble híbrido en levadura. El análisis in silico de las secuencias obtenidas permitió identificar las proteínas SlALOG1 y SlbZIP42, pertenecientes a las familias de factores de transcripción ALOG y bZIP, respectivamente. Mientras que la familia bZIP participa en una amplia variedad de procesos biológicos, incluyendo respuesta a estrés tanto abiótico como biótico, la familia ALOG únicamente ha sido descrita como reguladores homeóticos del desarrollo. Tanto SlALOG1 como SlbZIP42 mostraron localización nuclear en células sanas, donde colocalizaron con la TGB1 de PepMV, y se acumularon de forma preferente en los VROs durante la infección. El análisis comparativo con otros miembros de ambas familias mostró un comportamiento diferencial. Únicamente SlALOG1, dentro de la familia ALOG, fue capaz de acumularse en los VROs, mientras que varios miembros del clado I de la familia bZIP, incluyendo SlbZIP42, pero no SlbZIP11, presentaron esta capacidad, lo que sugiere funciones específicas y no redundantes durante la infección por PepMV. Los ensayos de susceptibilidad a PepMV mostraron una acumulación viral significativamente menor en plantas slalog1 y slbzip42 respecto a plantas de genotipo WT. Además, los análisis transcriptómicos en mutantes slalog1 y slbzip42 mostraron un papel para ambas proteínas como reguladores maestros de la transcripción, implicados principalmente en procesos redox y de regulación hormonal.
Open Access
Procesos erosivos en suelos agrícolas bajo distintos manejos sostenibles: aproximación con diferentes metodologías
(Universidad de Murcia, 2026-05-11) Carrillo López, Efraín; Martínez-Mena García, María; Boix Fayos, Carolina; Sin departamento asociado; Escuela Internacional de Doctorado
El suelo es un recurso finito esencial, cuya degradación por erosión hídrica se ha convertido en uno de los principales problemas ambientales a nivel global, especialmente en zonas de agricultura intensiva. En España, y concretamente en la Región de Murcia, la combinación de suelos frágiles, climas extremos y prácticas de manejo inadecuadas ha generado un "hotspot" de erosión. Esta tesis doctoral analiza los efectos del manejo del suelo sobre los procesos erosivos en ambientes semiáridos, empleando diversos enfoques metodológicos.La investigación destaca que la elección de la metodología influye drásticamente en los resultados, debido a las diferencias en la escala espacio-temporal: i) Erosión Concentrada (Drones e Inventario): En cultivos de almendro, se identificaron regueros, cárcavas, movimientos en masa y una "forma mixta" de erosión. El inventario de campo resultó ser más preciso que el uso de drones, ya que estos últimos presentaron un alto error vertical. Las tasas medidas (hasta 179 t/ha/año) superaron con creces la capacidad de formación natural del suelo; ii) Durante diez años, se evaluó el impacto del laboreo en la erosión. Se registraron tasas mucho menores (0,01-0,49 t/ha/año); iii) Varillas de Erosión: Aplicadas en un gradiente de intensificación (natural-secano-regadío), permitieron diferenciar las fases de arranque y sedimentación, mostrando cómo la actividad agrícola incrementa la vulnerabilidad del terreno. Un hallazgo fundamental es la influencia crítica del manejo agrícola. La transición de ecosistemas naturales a usos intensivos aumentó la erosión neta hasta un 144% en regadío. Sin embargo, las Prácticas de Manejo Sostenible (SLM) demostraron ser herramientas eficaces: i) En Secano (Almendro y Cereal): El laboreo reducido y el abonado verde redujeron la escorrentía hasta en un 76% y la erosión entre un 76% y 86%. Además, mejoraron la retención de carbono orgánico y nutrientes (N y P), siendo efectivos incluso en eventos de lluvia de alta intensidad.; ii) Diversificación de Cultivos: La inclusión de especies como tápena o tomillo en secano redujo el arranque de material en más de un 60%; iii) En Regadío: La implementación es más compleja y requiere el rediseño de las características de las diversificaciones. La tesis concluye que es imprescindible un enfoque multimetodológico para obtener una visión fidedigna de la degradación, ya que cada método capta procesos distintos (laminares vs. concentrados). Los resultados avalan que las SLM no solo frenan la pérdida de suelo, sino que son aliadas clave en la mitigación del cambio climático y la protección de servicios ecosistémicos.Finalmente, se subraya que para lograr un cambio de paradigma en la gestión del suelo, es necesario superar barreras socioeconómicas mediante políticas como la PAC, que integren las necesidades de los agricultores y promuevan una ordenación del territorio que garantice la sostenibilidad de paisajes tan vulnerables como el de la Región de Murcia
Embargo
Betalaínas con actividad frente a Alzheimer y cáncer : bioprospección, diversificación estructural y caracterización funcional
(Universidad de Murcia, 2026-04-28) Martínez Rodríguez, Pedro; Gandía Herrero, Fernando; Guerrero Rubio, Alejandra; Sin departamento asociado; Escuela Internacional de Doctorado
La presente Tesis Doctoral abordó de manera integral el estudio de las betalaínas, superando las limitaciones impuestas por el uso habitual de extractos complejos de fuentes convencionales como Beta vulgaris y Opuntia ficus-indica. La investigación exploró desde el origen y la presencia de pigmentos hasta ahora no considerados en la naturaleza hasta su potencial terapéutico en enfermedades de alto impacto como el Alzheimer y el cáncer. Así, la Tesis se estructuró en tres ejes principales: la bioprospección de betalaínas singulares, la modificación estructural del ácido betalámico para la obtención de nuevas familias de pigmentos a partir de sustratos no convencionales, y la caracterización funcional de la bioactividad de moléculas individuales tanto in vitro como in vivo utilizando el modelo animal Caenorhabditis elegans. La investigación comenzó expandiendo las fronteras conocidas de estos pigmentos, documentando por primera vez la amplia distribución (29 compuestos identificados) de betalaínas descarboxiladas, derivadas de la dopamina, en especies de la familia Amaranthaceae, especialmente en la quinoa (Chenopodium quinoa), consolidándolas como una familia de fitoquímicos relevante para la fisiología de estas plantas. Asimismo, se exploró la biosíntesis de betalaínas en el hongo "fósil viviente" Neolecta irregularis. Mediante la caracterización de su enzima 4,5-DOPA-extradiol-dioxigenasa (NiDODA), se demostró la capacidad formadora de betalaínas en este ascomiceto basal, expandiendo así la distribución filogenética de esta ruta biosintética fuera del reino vegetal. Por otro lado, se llevó a cabo la modificación química de la unidad estructural y funcional de las betalaínas: el ácido betalámico. En este ámbito, se describió la síntesis y caracterización de una nueva familia de betalaínas metiladas mediante la incorporación de un grupo metilo para formar el ácido 6-metil-betalámico. Además, se sintetizaron betalaínas hidroxiladas utilizando como molécula precursora la noradrenalina, resultando en pigmentos con mayor polaridad. Así, la investigación llevada a cabo representa el inicio de la era de la química del núcleo central de las betalaínas, abriendo una vía para el diseño de nuevos pigmentos bioactivos hechos a medida. Asimismo, se evaluó la actividad biológica de estos pigmentos utilizando el modelo animal Caenorhabditis elegans. Respecto a la enfermedad de Alzheimer, se demostró que las betalaínas poseen propiedades anti-amiloidogénicas; 22 moléculas redujeron la agregación del péptido amiloide in vitro, y los ensayos in vivo confirmaron una mejora significativa en el comportamiento quimiotáctico en estirpes de C. elegans que son modelo de Alzheimer, respaldada además por estudios de docking molecular. En cuanto a la actividad antitumoral, las betalaínas metiladas mostraron una potente capacidad para reducir la proliferación de células tumorales en C. elegans. Entre ellas, la prolina-6-metil-betaxantina destacó como el pigmento más efectivo, logrando reducir el tamaño tumoral en un 48,4 %. Como estrategia para trasladar estos hallazgos a una aplicación real, se desarrollaron liposomas cargados con betalaínas que garantizan su biodisponibilidad. Estos sistemas no solo preservaron las propiedades antioxidantes de los pigmentos, sino que liposomas cargados con betalaínas aumentaron la vida media de C. elegans hasta en un 21,8 %, demostrando ser un sistema eficaz de administración. En conjunto, esta Tesis posiciona a las betalaínas, tanto tradicionales como modificadas estructuralmente, como candidatas prometedoras para el desarrollo de nutracéuticos y agentes farmacológicos. Los resultados obtenidos proporcionan una base sólida que va desde la caracterización más básica hasta la evidencia preclínica, destacando el papel de las betalaínas como potenciales moléculas de interés en la lucha contra enfermedades neurodegenerativas y oncológicas.

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