A recombinant vaccine based on domain II of Plasmodium vivax Apical Membrane Antigen 1 induces high antibody titres in mice

The Apical Membrane Antigen 1 (AMA-1) is considered a promising candidate for development of a malaria vaccine against asexual stages of Plasmodium. We recently identified domain II (DII) of Plasmodium vivax AMA-1 (PvAMA-1) as a highly immunogenic region recognised by IgG antibodies present in many individuals during patent infection with P. vivax. The present study was designed to evaluate the immunogenic properties of a bacterial recombinant protein containing PvAMA-1 DII. To accomplish this, the recombinant protein was administered to mice in the presence of each of the following six adjuvants: Complete/Incomplete Freund`s Adjuvant (CFA/IFA), aluminium hydroxide (Alum), Quil A, QS21 saponin, CpG-ODN 1826 and TiterMax. We found that recombinant DII was highly immunogenic in BALB/c mice when administered in the presence of any of the tested adjuvants. Importantly, we show that DII-specific antibodies recognised the native AMA-1 protein expressed on the surface of P. vivax merozoites isolated from the blood of infected patients. These results demonstrate that a recombinant protein containing PvAMA-1 DII is immunogenic when administered in different adjuvant formulations, and indicate that this region of the AMA-1 protein should continue to be evaluated as part of a subunit vaccine against vivax malaria. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Protein engineering of Bacillus thuringiensis δ-endotoxin: Mutations at domain II of CryIAb enhance receptor affinity and toxicity toward gypsy moth larvae

Substitutions or deletions of domain II loop residues of Bacillus thuringiensis δ-endotoxin CryIAb were constructed using site-directed mutagenesis techniques to investigate their functional roles in receptor binding and toxicity toward gypsy moth (Lymantria dispar). Substitution of loop 2 residue N372 with Ala or Gly (N372A, N372G) increased the toxicity against gypsy moth larvae 8-fold and enhanced binding affinity to gypsy moth midgut brush border membrane vesicles (BBMV) ≈4-fold. Deletion of N372 (D3), however, substantially reduced toxicity (>21 times) as well as binding affinity, suggesting that residue N372 is involved in receptor binding. Interestingly, a triple mutant, DF-1 (N372A, A282G and L283S), has a 36-fold increase in toxicity to gypsy moth neonates compared with wild-type toxin. The enhanced activity of DF-1 was correlated with higher binding affinity (18-fold) and binding site concentrations. Dissociation binding assays suggested that the off-rate of the BBMV-bound mutant toxins was similar to that of the wild type. However, DF-1 toxin bound 4 times more than the wild-type and N372A toxins, and it was directly correlated with binding affinity and potency. Protein blots of gypsy moth BBMV probed with labeled N372A, DF-1, and CryIAb toxins recognized a common 210-kDa protein, indicating that the increased activity of the mutants was not caused by binding to additional receptor(s). The improved binding affinity of N372A and DF-1 suggest that a shorter side chain at these loops may fit the toxin more efficiently to the binding pockets. These results offer an excellent model system for engineering δ-endotoxins with higher potency and wider spectra of target pests by improving receptor binding interactions.

Elongation factor TFIIS contains three structural domains: solution structure of domain II.

Transcription elongation by RNA polymerase II is regulated by the general elongation factor TFIIS. This factor stimulates RNA polymerase II to transcribe through regions of DNA that promote the formation of stalled ternary complexes. Limited proteolytic digestion showed that yeast TFIIS is composed of three structural domains, termed I, II, and III. The two C-terminal domains (II and III) are required for transcription activity. The structure of domain III has been solved previously by using NMR spectroscopy. Here, we report the NMR-derived structure of domain II: a three-helix bundle built around a hydrophobic core composed largely of three tyrosines protruding from one face of the C-terminal helix. The arrangement of known inactivating mutations of TFIIS suggests that two surfaces of domain II are critical for transcription activity.

The crystal structure of Pseudomonas aeruginosa exotoxin domain III with nicotinamide and AMP: conformational differences with the intact exotoxin.

Domain III of Pseudomonas aeruginosa exotoxin A catalyses the transfer of ADP-ribose from NAD to a modified histidine residue of elongation factor 2 in eukaryotic cells, thus inactivating elongation factor 2. This domain III is inactive in the intact toxin but is active in the isolated form. We report here the 2.5-A crystal structure of this isolated domain crystallized in the presence of NAD and compare it with the corresponding structure in the intact Pseudomonas aeruginosa exotoxin A. We observe a significant conformational difference in the active site region from Arg-458 to Asp-463. Contacts with part of domain II in the intact toxin prevent the adoption of the isolated domain conformation and provide a structural explanation for the observed inactivity. Additional electron density in the active site region corresponds to separate AMP and nicotinamide and indicates that the NAD has been hydrolyzed. The structure has been compared with the catalytic domain of the diphtheria toxin, which was crystallized with ApUp.

Functional split and crosslinking of the membrane domain of the β subunit of proton-translocating transhydrogenase from Escherichia coli

Proton pumping nicotinamide nucleotide transhydrogenase from Escherichia coli contains an α subunit with the NAD(H)-binding domain I and a β subunit with the NADP(H)-binding domain III. The membrane domain (domain II) harbors the proton channel and is made up of the hydrophobic parts of the α and β subunits. The interface in domain II between the α and the β subunits has previously been investigated by cross-linking loops connecting the four transmembrane helices in the α subunit and loops connecting the nine transmembrane helices in the β subunit. However, to investigate the organization of the nine transmembrane helices in the β subunit, a split was introduced by creating a stop codon in the loop connecting transmembrane helices 9 and 10 by a single mutagenesis step, utilizing an existing downstream start codon. The resulting enzyme was composed of the wild-type α subunit and the two new peptides β1 and β2. As compared to other split membrane proteins, the new transhydrogenase was remarkably active and catalyzed activities for the reduction of 3-acetylpyridine-NAD + by NADPH, the cyclic reduction of 3-acetylpyridine-NAD + by NADH (mediated by bound NADP(H)), and proton pumping, amounting to about 50-107% of the corresponding wild-type activities. These high activities suggest that the α subunit was normally folded, followed by a concerted folding of β1 + β2. Cross-linking of a βS105C-βS237C double cysteine mutant in the functional split cysteine-free background, followed by SDS-PAGE analysis, showed that helices 9, 13, and 14 were in close proximity. This is the first time that cross-linking between helices in the same β subunit has been demonstrated.

Identification of a Highly Antigenic Linear B Cell Epitope within Plasmodium vivax Apical Membrane Antigen 1 (AMA-1)

Apical membrane antigen 1 (AMA-1) is considered to be a major candidate antigen for a malaria vaccine. Previous immunoepidemiological studies of naturally acquired immunity to Plasmodium vivax AMA-1 (PvAMA-1) have shown a higher prevalence of specific antibodies to domain II (DII) of AMA-1. In the present study, we confirmed that specific antibody responses from naturally infected individuals were highly reactive to both full-length AMA-1 and DII. Also, we demonstrated a strong association between AMA-1 and DII IgG and IgG subclass responses. We analyzed the primary sequence of PvAMA-1 for B cell linear epitopes co-occurring with intrinsically unstructured/ disordered regions (IURs). The B cell epitope comprising the amino acid sequence 290-307 of PvAMA-1 (SASDQPTQYEEEMTDYQK), with the highest prediction scores, was identified in domain II and further selected for chemical synthesis and immunological testing. The antigenicity of the synthetic peptide was identified by serological analysis using sera from P. vivax-infected individuals who were knowingly reactive to the PvAMA-1 ectodomain only, domain II only, or reactive to both antigens. Although the synthetic peptide was recognized by all serum samples specific to domain II, serum with reactivity only to the full-length protein presented 58.3% positivity. Moreover, IgG reactivity against PvAMA-1 and domain II after depletion of specific synthetic peptide antibodies was reduced by 18% and 33% (P = 0.0001 for both), respectively. These results suggest that the linear epitope SASDQPTQYEEEMTDYQK is highly antigenic during natural human infections and is an important antigenic region of the domain II of PvAMA-1, suggesting its possible future use in pre-clinical studies.

Dengue virus binding to human leukocyte cell lines: receptor usage differs between cell types and virus strains

Monocyte macrophages (M phi) are thought to be the principal target cells for the dengue viruses (DV), the cause of dengue fever and hemorrhagic fever. Cell attachment is mediated by the virus envelope (E) protein, but the host-cell receptors remain elusive. Currently, candidate receptor molecules include proteins, Fc receptors, glycosaminoglycans (GAGs) and lipopolysaccharide binding CD14-associated molecules. Here, we show that in addition to M phi, cells of the T- and B-cell lineages, and including cells lacking GAGs, can bind and become infected with DV. The level of virus binding varied widely between cell lines and, notably, between virus strains within a DV serotype. The latter difference may be ascribable to one or more amino acid differences in domain II of the E protein. Heparin had no significant effect on DV binding, while heparinase treatment of cells in all cases increased DV binding, further supporting the contention that GAGs are not required for DV binding and infection of human cells. In contrast to a recent report, we found that lipopolysaccharide (LPS) had either no effect or enhanced DV binding to, and infection of various human leukocyte cell lines, while in all virus-cell combinations, depletion of Ca2+/Mg2+ enhanced DV binding. This argues against involvement of beta (2) integrins in virus-host cell interactions, a conclusion in accord with the demonstration of three virus binding membrane proteins of < 75 kDa. Collectively, the results of this study question the purported exclusive importance of the E protein domain III in DV binding to host cells and point to a far more complex interaction between various target cells and, notably, individual DV strains. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Templated synthesis of carbon materials mediated by porous clay heterostructures

Mesoporous carbon materials were prepared through template method approach using porous clay heterostructures (PCHs) as matrix and furfuryl alcohol as carbon precursor. Three PCHs prepared using amines with 8, 10 and 12 carbon atoms were used. The effect of several impregnation-polymerization cycles of the carbon precursor, the carbonization temperature and the need of a previous surface alumination were evaluated. The presence of two porosity domains was identified in all the carbon materials. These two domains comprise pores resulting from the carbonization of the polymer film formed in the inner structure of the PCH (domain I) and larger pores created by the clay particles aggregation (domain II). The predominance of the porosity associated to domain I or II can be achieved by choosing a specific amine to prepare the PCH matrix. Carbonization at 700 C led to the highest development of pores of domain I. In general, the second impregnation-polymerization cycle of furfuryl alcohol resulted in a small decrease of both types of porosity domains. Furthermore the previous acidification of the surface to create acidic sites proved to be unnecessary. The results showed the potential of PCHs as matrices to tailor the textural properties of carbons prepared by template mediated synthesis.

Deep crustal structure across a young passive margin from wide-angle and reflection seismic data (The Sardinia Experiment) - I. Gulf of Lion's margin

The conjugate margins system of the Gulf of Lion and West Sardinia (GLWS) represents a unique natural laboratory for addressing fundamental questions about rifting due to its landlocked situation, its youth, its thick sedimentary layers, including prominent palaeo-marker such as the MSC event, and the amount of available data and multidisciplinary studies. The main goals of the SARDINIA experiment, were to (i) investigate the deep structure of the entire system within the two conjugate margins: the Gulf of Lion and West Sardinia, (ii) characterize the nature of the crust, and (iii) define the geometry of the basin and provide important constrains on its genesis. This paper presents the results of P-wave velocity modelling on three coincident near-vertical reflection multi-channel seismic (MCS) and wide-angle seismic profiles acquired in the Gulf of Lion, to a depth of 35 km. A companion paper [part II Afilhado et al., 2015] addresses the results of two other SARDINIA profiles located on the oriental conjugate West Sardinian margin. Forward wide-angle modelling of both data sets confirms that the margin is characterised by three distinct domains following the onshore unthinned, 33 km-thick continental crust domain: Domain I is bounded by two necking zones, where the crust thins respectively from 30 to 20 and from 20 to 7 km over a width of about 170 km; the outermost necking is imprinted by the well-known T-reflector at its crustal base; Domain II is characterised by a 7 km-thick crust with anomalous velocities ranging from 6 to 7.5 km/s; it represents the transition between the thinned continental crust (Domain I) and a very thin (only 4-5 km) "atypical" oceanic crust (Domain III). In Domain II, the hypothesis of the presence of exhumed mantle is falsified by our results: this domain may likely consist of a thin exhumed lower continental crust overlying a heterogeneous, intruded lower layer. Moreover, despite the difference in their magnetic signatures, Domains II and III present the very similar seismic velocities profiles, and we discuss the possibility of a connection between these two different domains.

Couplage entre les régions IIS4-S5 et IIS6 lors de l’activation du canal calcique CaV2.3

Les canaux calciques dépendants du voltage CaV font partie de la famille structurale des canaux ioniques à 6 segments transmembranaires. Tout comme les canaux potassiques Kv, les canaux CaV possèdent une série de résidus chargés dans l’hélice S4 de chaque domaine ou sous-unité qui conférerait à la protéine une sensibilité aux changements de voltage. De plus les hélices S6 tapissent la paroi du pore et forment la porte d’activation de la protéine. Comment le mouvement des hélices S4 se traduit par l’ouverture de la porte d’activation des hélices S6 demeure une question encore non résolue. Suite à la publication de la structure cristalline du canal Kv1.2 en 2005, le groupe de MacKinnon a proposé que le mouvement des hélices S4 est mécaniquement couplé à la porte d’activation S6 à travers le glissement de l’hélice amphiphile S4-S5 selon un mécanisme nommé couplage électromécanique (Long et al. 2005b). Dans le but de déterminer si la région S4-S5 joue un rôle dans l’activation du canal calcique CaV2.3, nous avons étudié, par la méthode d’analyse cyclique de mutations doubles (« Double Mutant Cycle Analysis », (Horovitz 1996)), le couplage entre la boucle S4-S5 et l’hélice S6 du domaine II de ce canal. Les mesures d’énergies d’activation, ΔGact, obtenues en présence des sous-unités auxiliaires CaVα2δ et CaVβ3 ont affiché un couplage significatif pour l’activation entre les paires de résidus V593G/L699G, V593G/A700G, V593G/A702G, S595G/V703G L596G/L699G, L596G/A700G, L596G/I701G, L596G/A702G, L596G/V703G, L596G/D704G, M597G/I701G, et S602G/I701G. Aucune de ces paires de résidus n’a affiché de couplage lors de l’inactivation, suggérant que les effets observés sont spécifiques au mécanisme d’activation. Mis ensemble, ces résultats suggèrent que la boucle IIS4-S5 et l’hélice IIS6 interagissent et jouent un rôle déterminant dans l’activation de CaV2.3.

Étude du mécanisme de régulation de la sénescence et de p53 par la protéine SOCS1

Les mécanismes cellulaires anti-prolifératifs, lesquels comprennent l’apoptose, aussi appelée la mort cellulaire programmée, l’arrêt transitoire du cycle cellulaire et la sénescence, permettent à la cellule de prévenir, en réponse à différents stress, l’accumulation de mutations pouvant conduire à une prolifération incontrôlée et, éventuellement, au développement d’une tumeur. La régulation de ces différents mécanismes requiert l’activation de protéines appelées des suppresseurs de tumeur, dont le principal est p53. p53 est un facteur de transcription dont la stabilisation et l’activation conduit à une hausse de l’expression de gènes directement impliqués dans l’arrêt de la prolifération. Au cours des dernières années, l’ensemble des travaux sur p53 ont permis de mettre en évidence la complexité de sa fonction, de même que la multitude de voies de signalisation et de protéines avec lesquelles il coopère pour maintenir l’intégrité du génome. De ce fait, l’étude des mécanismes d’activation de p53 est de mise pour la compréhension de sa régulation et, éventuellement, pour la prévention et l’élaboration de nouvelles stratégies de traitement contre le cancer. L’objet de cette thèse est la mise en évidence d’un mécanisme d’activation de p53 et de la sénescence par la protéine SOCS1, un suppresseur de la signalisation par les cytokines. Ce mécanisme implique une interaction directe entre les deux protéines, plus précisément entre le domaine SH2 de SOCS1 et le domaine de transactivation de p53. SOCS1 interagit également, au niveau de son SOCS Box, avec les kinases ATM et ATR de la voie du dommage à l’ADN de façon à faciliter la phosphorylation de p53 en sérine 15. Ainsi, en interagissant à la fois avec p53 et ATM/ATR, SOCS1 contribue à la stabilisation et à l’activation de p53. En accord avec ce modèle, l’inhibition de SOCS1 dans des fibroblastes humains normaux tend à diminuer le nombre de cellules sénescentes suite à l’expression de l’oncogène ca-STAT5A et à réduire l’accumulation nucléaire de p53 dans ces cellules. De la même façon, les lymphocytes T provenant de souris Socs1-/-Ifnγ-/- sont moins susceptibles d’entrer en apoptose que les lymphocytes provenant de souris Socs1+/+Ifnγ+/+, suite à une exposition à des radiations. Dans les deux contextes, on observe une baisse de l’expression des gènes cibles de p53, ce qui démontre que SOCS1 est impliquée dans l’activation de p53 in vivo. Cette thèse a également pour but de mettre en évidence l’implication de SOCS1 dans l’activation d’autres facteurs de transcription et, par le fait même, de démontrer qu’elle peut agir comme un régulateur plus général de la transcription. Une étude approfondie de l’interaction entre SOCS1 et p53 a permis de démontrer que le domaine de transactivation II de p53 (acides aminés 36-67) est suffisant pour l’interaction. Plus précisément, il semble que le tryptophane 53 (W53) et la phénylalanine 54 (F54) sont les principaux résidus impliqués. Une analyse structurale de ce domaine de p53 a conduit à l’identification d’un motif conservé dans plusieurs autres facteurs de transcription pourvus d’un domaine de transactivation acide, dont p63, p73 et E2F1. En accord avec ces résultats, SOCS1 est en mesure d’interagir avec chacune des deux protéines. Ainsi, la capacité de SOCS1 d’interagir et de réguler l’activité de p53 peut s’étendre à d’autres facteurs de transcription. En terminant, le mécanisme présenté dans cette thèse contribue à la compréhension de la régulation de p53, le principal suppresseur de tumeur de la cellule. De plus, il met en évidence une nouvelle fonction de SOCS1, laquelle était jusqu’alors essentiellement connue pour inhiber la voie de signalisation JAK/STAT. Ce nouveau rôle pour SOCS1 permet d’expliquer de quelle manière une activation aberrante de la signalisation par les cytokines peut déclencher la sénescence ou l’apoptose. Enfin, le fait que SOCS1 puisse réguler différents facteurs de transcription permet de la qualifier de régulateur général des facteurs de transcription composés d’un domaine de transactivation acide.

Rôle de la structure du génome viral sur la réplication du virus de l’hépatite C.

Le virus de l'hépatite C (VHC) touche 3% de la population mondiale et environ 30% des patients chroniquement infectés développeront une fibrose hépatique. Son génome est un ARN simple brin de polarité positive qui possède un cadre ouvert de lecture flanqué de deux régions non traduites hautement conservées. Différents facteurs peuvent influencer le cycle de réplication du VHC. Deux d’entre eux ont été étudiés dans cette thèse. Tout d'abord, nous nous sommes intéressés à l'effet des structures secondaires et tertiaires du génome sur la réplication du VHC. Les extrémités 5' et 3' du génome contiennent des structures ARN qui régulent la traduction et la réplication du VHC. Le 3'UTR est un élément structural très important pour la réplication virale. Cette région est constituée d’une région variable, d’une séquence poly(U/C) et d’un domaine hautement conservé appelé région X. Des études in vitro ont montré que le 3'UTR possède plusieurs structures ARN double brin. Cependant, les structures ARN telles qu'elles existent dans le 3'UTR dans un contexte de génome entier et dans des conditions biologiques étaient inconnues. Pour élucider cette question, nous avons développé une méthode in situ pour localiser les régions ARN simple brin et double brin dans le 3'UTR du génome du VHC. Comme prédit par les études antérieures, nous avons observé qu’in situ la région X du 3’UTR du génome présente des éléments ARN double brin. Étonnamment, lorsque la séquence poly (U/UC) est dans un contexte de génome entier, cette région forme une structure ARN double brin avec une séquence située en dehors du 3'UTR, suggérant une interaction ARN-ARN distale. Certaines études ont démontré que des structures ARN présentes aux extrémités 5’ et 3' du génome du VHC régulent à la fois la traduction et la réplication du VHC. Cela suggère qu'il y aurait une interaction entre les extrémités du génome qui permettrait de moduler ces deux processus. Dans ce contexte, nous avons démontré l'existence d'une interaction distale ARN-ARN, impliquant le domaine II du 5'UTR et la séquence codante de NS5B du génome du VHC. En outre, nous avons démontré que cette interaction joue un rôle dans la réplication de l'ARN viral. Parallèlement, nous avons étudié l'impact d'une molécule immuno-modulatrice sur la réplication du VHC. La fibrose hépatique est une manifestation majeure de l’infection par le VHC. Hors, il a été montré qu'une molécule immuno-modulatrice appelée thalidomide atténuait la fibrose chez les patients infectés par le VHC. Cependant, son impact sur la réplication virale était inconnu. Ainsi, nous avons étudié l'effet de cette molécule sur la réplication du VHC in vitro et nous avons démontré que la thalidomide active la réplication du virus en inhibant la voie de signalisation de NF-kB. Ces résultats soulignent l’importance de la voie de signalisation NF-kB dans le contrôle de la réplication du VHC, et sont à prendre en considération dans l’établissement d’un traitement contre la fibrose hépatique.

Couplage entre les régions IIS4S5 et IIIS6 lors de l’activation du canal calcique CaV3.2

Le canal calcique dépendant du voltage de type-T CaV3.2 joue un rôle important dans l’excitabilité neuronale et dans la perception de la douleur. Le canal CaV3.2 partage une grande homologie structurale et fonctionnelle avec les canaux NaV. Ces deux types de canaux sont activés par de faibles dépolarisations membranaires et possèdent des cinétiques de temps d’activation et d’inactivation plus rapides que les canaux CaV de type-L. Les structures cristallines à haute résolution des canaux bactériens NaVAb (Payandeh et al. 2011; Payandeh et al. 2012) et NaVRh (Zhang et al. 2012) suggèrent que l’hélice amphiphile S4S5 du domaine II peut être couplée avec les résidus de l’hélice S6 dans le domaine II ainsi qu’avec des résidus de l’hélice homologue dans le domaine adjacent, soit le domaine III, et ce, durant l’activation du canal. Pour déterminer les résidus fonctionnellement couplés, durant l’activation du canal CaV3.2, une analyse cyclique de doubles mutants a été effectuée par substitution en glycine et alanine des résidus clés entre l’hélice S4S5 du domaine II et le segment S6 des domaines II et III. Les propriétés biophysiques ont été mesurées à l’aide de la technique de « cut-open » sur les ovocytes. Les énergies d’activation ont été mesurées pour 47 mutations ponctuelles et pour 14 paires de mutants. De grandes énergies de couplage (ΔΔGinteract > 2 kcal mol-1) ont été observées pour 3 paires de mutants introduites dans les IIS4S5/IIS6 et IIS4S5/IIIS6. Aucun couplage significatif n’a été observé entre le IIS4S5 et le IVS6. Nos résultats semblent démontrer que les hélices S4S5 et S6 provenant de deux domaines voisins sont couplées durant l’activation du canal calcique de type-T CaV3.2.

Post-processing association rules with clustering and objective measures

The post-processing of association rules is a difficult task, since a large number of patterns can be obtained. Many approaches have been developed to overcome this problem, as objective measures and clustering, which are respectively used to: (i) highlight the potentially interesting knowledge in domain; (ii) structure the domain, organizing the rules in groups that contain, somehow, similar knowledge. However, objective measures don't reduce nor organize the collection of rules, making the understanding of the domain difficult. On the other hand, clustering doesn't reduce the exploration space nor direct the user to find interesting knowledge, making the search for relevant knowledge not so easy. This work proposes the PAR-COM (Post-processing Association Rules with Clustering and Objective Measures) methodology that, combining clustering and objective measures, reduces the association rule exploration space directing the user to what is potentially interesting. Thereby, PAR-COM minimizes the user's effort during the post-processing process.

Investigation of the relationship between the structure and function of Ts2, a neurotoxin from Tityus serrulatus venom

Scorpion toxins targeting voltage-gated sodium (NaV) channels are peptides that comprise 6076 amino acid residues cross-linked by four disulfide bridges. These toxins can be divided in two groups (a and beta toxins), according to their binding properties and mode of action. The scorpion a-toxin Ts2, previously described as a beta-toxin, was purified from the venom of Tityus serrulatus, the most dangerous Brazilian scorpion. In this study, seven mammalian NaV channel isoforms (rNaV1.2, rNaV1.3, rNaV1.4, hNaV1.5, mNaV1.6, rNaV1.7 and rNaV1.8) and one insect NaV channel isoform (DmNaV1) were used to investigate the subtype specificity and selectivity of Ts2. The electrophysiology assays showed that Ts2 inhibits rapid inactivation of NaV1.2, NaV1.3, NaV1.5, NaV1.6 and NaV1.7, but does not affect NaV1.4, NaV1.8 or DmNaV1. Interestingly, Ts2 significantly shifts the voltage dependence of activation of NaV1.3 channels. The 3D structure of this toxin was modeled based on the high sequence identity (72%) shared with Ts1, another T. serrulatus toxin. The overall fold of the Ts2 model consists of three beta-strands and one a-helix, and is arranged in a triangular shape forming a cysteine-stabilized a-helix/beta-sheet (CSa beta) motif.