Sugarcane expressed sequences tags (ESTs) encoding enzymes involved in lignin biosynthesis pathways

RESUMO

Ligninas säo compostos fenólicos encontrados nas paredes secundárias do sistema vascular vegetal e desempenham importantes papéis biológicos, reduzindo a permeabilidade da parede celular em relaçäo à água, estando também envolvidas em mecanismos de defesa contra patógenos. A via metabólica da lignina e as enzimas envolvidas na sua síntese vem sendo caracterizadas nos últimos anos. Uma série de genes que codificam diferentes enzimas envolvidas na biossíntese da lignina foram identificados em diferentes espécies de plantas. A biossíntese de lignina está acoplada ao metabolismo dos fenilpropanóides, apresentando enzimas compartilhadas com outros processos metabólicos tais como fenilalanina amônio liase (PAL), cinnamato 4-hidroxilase (C4H) and ácido caféico O-metiltransferase (COMT) assim como enzimas específicas como cinamoil-CoA redutase (CCR) e cinamil álcool dehidrogenase (CAD). Em certos tipos de mutantes de milho e sorgo, um aumento na digestibilidade foi associado a uma reduçäo no teor de lignina. Uma reduçäo na atividade de CAD e COMT, importantes enzimas envolvidas na biossíntese de lignina vem sendo demonstrada. Estas observações tem motivado diferentes grupos de pesquisa e alterarem o conteúdo ou a composiçäo da lignina em plantas modelo, assim como culturas de interesse econômico, através de engenharia genética. O principal objetivo prático destes projetos é uma otimizaçäo da utilizaçäo destas plantas levando a uma maior produçäo de papel e digestibilidade da raçäo animal. No presente trabalho foi realizado um inventário das seqüências de ESTs, que codificam enzimas envolvidas no metabolismo de lignina, presentes no Projeto Genoma de Cana-de-açúcar (SUCEST). A análise foi realizada com as enzimas chaves ferulato-5-hidroxilase (F5H), ácido caféico O-metiltransferase (COMT), cafeoil CoA O-metiltransferase (CCoAOMT), hidroxicinamato CoA ligase (4CL), cinamoil-CoA redutase (CCR) and cinamil álcool dehidrogenase (CAD). A análise comparativa destes genes com os descritos em outras espécies poderá servir para a identificaçäo de marcadores moleculares em programas de melhoramento genético, assim como em projetos que visem a manipulaçäo do metabolismo de lignina em cana-de-açúcar.