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

Rose Lucia Braz Ramos Francisco Javier Tovar Ricardo Magrani Junqueira Fabiane Borges Lino Gilberto Sachetto-Martins Sobre os autores

Ligninas são compostos fenólicos encontrados nas paredes secundárias do sistema vascular vegetal e desempenham importantes papéis biológicos, reduzindo a permeabilidade da parede celular em relação 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 redução no teor de lignina. Uma redução na atividade de CAD e COMT, importantes enzimas envolvidas na biossíntese de lignina vem sendo demonstrada. Estas observações tem motivado diferentes grupos de pesquisa a alterarem o conteúdo ou a composição da lignina em plantas modelo, assim como culturas de interesse econômico, através de engenharia genética. O principal objetivo prático destes projetos é uma otimização da utilização destas plantas levando a uma maior produção de papel e digestibilidade da ração 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 identificação de marcadores moleculares em programas de melhoramento genético, assim como em projetos que visem a manipulação do metabolismo de lignina em cana-de-açúcar.


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