Venomics survey of six myrmicine ants provides insights into the molecular and structural diversity of their peptide toxins

peer-reviewed · Insect Biochemistry and Molecular Biology · 2022

peer-reviewed · Insect Biochemistry and Molecular Biology · 2022. Valentine Barassé et al. Among ants, Myrmicinae represents the most speciose subfamily. The venom composition previously described for…
Date 2022-12-01
Type peer-reviewed
Venue Insect Biochemistry and Molecular Biology
Publisher Elsevier BV
Contribution downstream-application
DOI 10.1016/j.ibmb.2022.103876
Citations (OpenAlex) 14

Abstract

Among ants, Myrmicinae represents the most speciose subfamily. The venom composition previously described for these social insects is extremely variable, with alkaloids predominant in some genera while, conversely, proteomics studies have revealed that some myrmicine ant venoms are peptide-rich. Using integrated transcriptomic and proteomic approaches, we characterized the venom peptidomes of six ants belonging to the different tribes of Myrmicinae. We identified a total of 79 myrmicitoxins precursors which can be classified into 38 peptide families according to their mature sequences. Myrmicine ant venom peptidomes showed heterogeneous compositions, with linear and disulfide-bonded monomers as well as dimeric toxins. Several peptide families were exclusive to a single venom whereas some were retrieved in multiple species. A hierarchical clustering analysis of precursor signal sequences led us to divide the myrmicitoxins precursors into eight families, including some that have already been described in other aculeate hymenoptera such as secapin-like peptides and voltage-gated sodium channel (Na V) toxins. Evolutionary and structural analyses of two representatives of these families highlighted variation and conserved patterns that might be crucial to explain myrmicine venom peptide functional adaptations to biological targets.

Authors

  1. Valentine Barassé · Biochimie et Toxicologie des Substances Bioactives, Institut National Universitaire Jean-François Champollion, Université de Toulouse
  2. Nathan Téné · Biochimie et Toxicologie des Substances Bioactives, Institut National Universitaire Jean-François Champollion, Université de Toulouse
  3. Christophe Klopp · Genotoul coordination, Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement, Mathématiques et Informatique Appliquées Toulouse
  4. Françoise Paquet · Centre National de la Recherche Scientifique, Centre de Biophysique Moléculaire
  5. Niklas Tysklind · Centre National de la Recherche Scientifique, Ecologie des Forêts de Guyane, Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement, Université des Antilles, Université des Antilles et de la Guyane
  6. Valérie Troispoux · Centre National de la Recherche Scientifique, Ecologie des Forêts de Guyane, Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement, University of French Guiana, Université des Antilles, Université des Antilles et de la Guyane
  7. Hadrien Lalägue · AgroParisTech, Centre National de la Recherche Scientifique, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement, Ecologie des Forêts de Guyane, Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
  8. Jérôme Orivel · AgroParisTech, Centre National de la Recherche Scientifique, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement, Ecologie des Forêts de Guyane, Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
  9. Benjamin Lefranc · Inserm, Normandie Université, Université de Rouen Normandie
  10. Jérôme Leprince · Inserm, Normandie Université, Université de Rouen Normandie
  11. Martin Kenne · University of Douala
  12. Maurice Tindo · University of Douala
  13. Michel Treilhou · Biochimie et Toxicologie des Substances Bioactives, Institut National Universitaire Jean-François Champollion, Université de Toulouse
  14. Axel Touchard · AgroParisTech, Biochimie et Toxicologie des Substances Bioactives, Centre National de la Recherche Scientifique, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement, Ecologie des Forêts de Guyane, Institut National Universitaire Jean-François Champollion, Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement, Université de Toulouse
  15. Elsa Bonnafé · Biochimie et Toxicologie des Substances Bioactives, Institut National Universitaire Jean-François Champollion, Université de Toulouse

Methods and tools

  • Myrmicine ant venom peptidomes (six species): Venom peptidomes of six myrmicine ants characterised by integrating transcriptomics with PEAKS de novo sequencing of venom peptides, defining 79 myrmicitoxin precursors in 38 families.

Methods it uses

  • PEAKS: Commercial DP-based de novo

Data deposited

  • Peptide diversity of myrmicine ant venoms — as deposited · PXD033547

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