Discovery of an Insect Neuroactive Helix Ring Peptide from Ant Venom
Valentine Barassé,
Laurence Jouvensal,
Guillaume Boy,
Arnaud Billet,
Steven Ascoët,
Benjamin Lefranc,
Jérôme Leprince,
Alain Dejean,
Virginie Lacotte,
Isabelle Rahioui,
Catherine Sivignon,
Karen Gaget,
Mélanie Ribeiro Lopes,
Federica Calevro,
Pedro Da Silva,
Karine Loth,
Françoise Paquet,
Michel Treilhou,
Elsa Bonnafé,
Axel Touchard
Affiliations
Valentine Barassé
EA-7417, Institut National Universitaire Champollion, Place de Verdun, 81012 Albi, France
Laurence Jouvensal
Centre de Biophysique Moléculaire, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Unité Propre de Recherche (UPR) 4301, 45071 Orléans, France
Guillaume Boy
EA-7417, Institut National Universitaire Champollion, Place de Verdun, 81012 Albi, France
Arnaud Billet
EA-7417, Institut National Universitaire Champollion, Place de Verdun, 81012 Albi, France
Steven Ascoët
EA-7417, Institut National Universitaire Champollion, Place de Verdun, 81012 Albi, France
Benjamin Lefranc
Inserm, Univ Rouen Normandie, NorDiC Unité Mixte de Recherche (UMR) 1239, 76000 Rouen, France
Jérôme Leprince
Inserm, Univ Rouen Normandie, NorDiC Unité Mixte de Recherche (UMR) 1239, 76000 Rouen, France
Alain Dejean
Laboratoire Écologie Fonctionnelle et Environnement, Université de Toulouse, CNRS, Toulouse INP, Université Toulouse 3-Paul Sabatier (UPS), 31062 Toulouse, France
Virginie Lacotte
Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National des Sciences Appliquées (INSA) de Lyon, Biologie Fonctionnelle, Insectes et Interactions (BF2i), Unité Mixte de Recherche (UMR) 203, Université de Lyon, 69621 Villeurbanne, France
Isabelle Rahioui
Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National des Sciences Appliquées (INSA) de Lyon, Biologie Fonctionnelle, Insectes et Interactions (BF2i), Unité Mixte de Recherche (UMR) 203, Université de Lyon, 69621 Villeurbanne, France
Catherine Sivignon
Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National des Sciences Appliquées (INSA) de Lyon, Biologie Fonctionnelle, Insectes et Interactions (BF2i), Unité Mixte de Recherche (UMR) 203, Université de Lyon, 69621 Villeurbanne, France
Karen Gaget
Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National des Sciences Appliquées (INSA) de Lyon, Biologie Fonctionnelle, Insectes et Interactions (BF2i), Unité Mixte de Recherche (UMR) 203, Université de Lyon, 69621 Villeurbanne, France
Mélanie Ribeiro Lopes
Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National des Sciences Appliquées (INSA) de Lyon, Biologie Fonctionnelle, Insectes et Interactions (BF2i), Unité Mixte de Recherche (UMR) 203, Université de Lyon, 69621 Villeurbanne, France
Federica Calevro
Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National des Sciences Appliquées (INSA) de Lyon, Biologie Fonctionnelle, Insectes et Interactions (BF2i), Unité Mixte de Recherche (UMR) 203, Université de Lyon, 69621 Villeurbanne, France
Pedro Da Silva
Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National des Sciences Appliquées (INSA) de Lyon, Biologie Fonctionnelle, Insectes et Interactions (BF2i), Unité Mixte de Recherche (UMR) 203, Université de Lyon, 69621 Villeurbanne, France
Karine Loth
Centre de Biophysique Moléculaire, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Unité Propre de Recherche (UPR) 4301, 45071 Orléans, France
Françoise Paquet
Centre de Biophysique Moléculaire, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Unité Propre de Recherche (UPR) 4301, 45071 Orléans, France
Michel Treilhou
EA-7417, Institut National Universitaire Champollion, Place de Verdun, 81012 Albi, France
Elsa Bonnafé
EA-7417, Institut National Universitaire Champollion, Place de Verdun, 81012 Albi, France
Axel Touchard
EA-7417, Institut National Universitaire Champollion, Place de Verdun, 81012 Albi, France
Ants are among the most abundant terrestrial invertebrate predators on Earth. To overwhelm their prey, they employ several remarkable behavioral, physiological, and biochemical innovations, including an effective paralytic venom. Ant venoms are thus cocktails of toxins finely tuned to disrupt the physiological systems of insect prey. They have received little attention yet hold great promise for the discovery of novel insecticidal molecules. To identify insect-neurotoxins from ant venoms, we screened the paralytic activity on blowflies of nine synthetic peptides previously characterized in the venom of Tetramorium bicarinatum. We selected peptide U11, a 34-amino acid peptide, for further insecticidal, structural, and pharmacological experiments. Insecticidal assays revealed that U11 is one of the most paralytic peptides ever reported from ant venoms against blowflies and is also capable of paralyzing honeybees. An NMR spectroscopy of U11 uncovered a unique scaffold, featuring a compact triangular ring helix structure stabilized by a single disulfide bond. Pharmacological assays using Drosophila S2 cells demonstrated that U11 is not cytotoxic, but suggest that it may modulate potassium conductance, which structural data seem to corroborate and will be confirmed in a future extended pharmacological investigation. The results described in this paper demonstrate that ant venom is a promising reservoir for the discovery of neuroactive insecticidal peptides.