Genome-wide characterization of the PDI gene family in Medicago truncatula and their roles in response to endoplasmic reticulum stress.

Protein disulfide isomerases (PDIs) are pivotal protein folding catalysts in the endoplasmic reticulum (ER) through formation of disulfide bond, isomerization, and inhibition of misfolded protein aggregation. When protein folding capacity is overwhelmed by the demands during transitions between growth phases or under environmental changes, the accumulation of unfolded or misfolded proteins in the ER triggers ER stress. However, little is known about the PDI gene family in the model legume Medicago truncatula, especially the responses to ER stress. Therefore, we identified 17 putative PDI genes from the genome of M. truncatula and present their gene and protein structures, phylogenetic relationships, chromosomal distributions, and synteny analysis with the orthologs in four other eudicot species, including Arabidopsis thaliana, Glycine max, Brassica rapa, and Vitis vinifera. Moreover, expression profiles derived from transcriptome data showed distinct expression patterns of MtPDI genes among plant organs, while real-time quantitative PCR analysis and data from the proteome revealed the potential roles of MtPDI genes in response to ER stress. Our study provides a foundation for further investigations of the biological roles of PDI genes in Medicago, especially their roles in response to ER stress. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Les disulfures isomérases protéiques (PDI) sont des catalyseurs clés du repliement des protéines dans le réticulum endoplasmique (ER) via la formation de ponts disulfures, leur isomérisation et l'inhibition de l'agrégation de protéines mal repliées. Lorsque la capacité de repliement protéique est dépassée, par exemple lors de transitions entre phases de croissance ou en réponse à des changements environnementaux, l'accumulation de protéines non-repliées ou mal repliées dans l'ER déclenche un stress au sein de l'ER. Cependant, peu de choses sont connues au sujet de la famille de gènes codant pour les PDI chez la légumineuse modèle Medicago truncatula , particulièrement en réponse au stress survenant dans l'ER. Les auteurs ont identifié 17 PDI putatifs dans le génome du M. truncatula et en présentent les structures génique et protéique, les relations phylogénétiques, la distribution chromosomique et une analyse de synténie avec les orthologues chez quatre autres espèces de dicotylédones (Arabidopsis thaliana , Glycine max , Brassica rapa et Vitis vinifera). De plus, les profils d'expression dérivés à partir de données transcriptomiques montrent des expressions différentes des MtPDI au sein de différents organes végétaux, tandis qu'une analyse PCR en temps réel et des données protéomiques ont révélé des rôles différents pour les MtPDI en réponse au stress de l'ER. Cette étude fournit les assises pour de futures études sur les rôles biologiques des PDI chez Medicago , particulièrement en ce qui a trait à leurs rôles en réponse aux stress affectant l'ER. [Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]

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