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.

Lignins are phenolic polymers found in the secondary wall of plant conductive systems where they play an important role by reducing the permeability of the cell wall to water. Lignins are also responsible for the rigidity of the cell wall and are involved in mechanisms of resistance to pathogens. The metabolic routes and enzymes involved in synthesis of lignins have been largely characterized and representative genes that encode enzymes involved in these processes have been cloned from several plant species. The synthesis of lignins is liked to the general metabolism of the phenylpropanoids in plants, having enzymes (e.g. phenylalanine ammonia-lyase (PAL), cinnamate 4-hydroxylase (C4H) and caffeic acid O-methyltransferase (COMT)) common to other processes as well as specific enzymes such as cinnamoyl-CoA reductase (CCR) and cinnamyl alcohol dehydrogenase (CAD). Some maize and sorghum mutants, shown to have defective in CAD and/or COMT activity, are easier to digest because they have a reduced lignin content, something which has motivated different research groups to alter the lignin content and composition of model plants by genetic engineering try to improve, for example, the efficiency of paper pulping and digestibility. In the work reported in this paper, we have made an inventory of the sugarcane expressed sequence tag (EST) coding for enzymes involved in lignin metabolism which are present in the sugarcane EST genome project (SUCEST) database. Our analysis focused on the key enzymes ferulate-5-hydroxylase (F5H), caffeic acid O-methyltransferase (COMT), caffeoyl CoA O-methyltransferase (CCoAOMT), hydroxycinnamate CoA ligase (4CL), cinnamoyl-CoA reductase (CCR) and cinnamyl alcohol dehydrogenase (CAD). The comparative analysis of these genes with those described in other species could be used as molecular markers for breeding as well as for the manipulation of lignin metabolism in sugarcane.