阳离子抗菌肽(CAPs)是由几乎所有生物产生的天然防御分子,是治疗人类疾病(包括癌症)的新型治疗分子的丰富来源。尽管一些CAPs(主要来自两栖类和脊椎动物)已被证明对肿瘤细胞具有直接毒性,但其潜在的分子机制尚不清楚。烟草(观赏烟草)防御素1(NaD1)是CAP家族中具有抗真菌活性的第二类茄科植物防御素。我们已经确定NaD1是一种有效的分子,可以杀死哺乳动物肿瘤细胞。显微镜分析表明,NaD1通过形成大的质膜泡诱导肿瘤细胞的细胞溶解。NaD1被证明直接与磷脂酰肌醇4,5-二磷酸(PtdIns(4,5)P2或PIP2)结合,导致细胞骨架-膜相互作用中断,随后出现质膜起泡。为了确定NaD1和PIP2相互作用的分子基础,我们测定了NaD1:PIP2复合物的晶体结构。引人注目的是,NaD1形成了一种独特的拱形低聚物,由7个NaD1二聚体和14个PIP2组成。蛋白质:脂质复合物的结构表明,PIP2的存在对NaD1的齐聚至关重要。蛋白质交联和透射电镜进一步证实了NaD1:PIP2低聚物的形成。基于这些数据,我们提出NaD1是PIP2的固有模式识别分子,并形成一种独特的蛋白-脂质寡聚物复合物,介导微生物和肿瘤细胞的渗透。