步骤一:TFⅡD
如图二,一般DNA的转录起点前面都有一段DNA序列叫做启动子(promoter),是由腺嘌呤(adenine, A)及胸腺嘧啶(thymine, T)所组成的,称为TATA盒(TATA box),其标准序列(consensus sequence)为TATAAAA。
在最先,转录因子TFⅡD蛋白(分子量120~140kDa)会找出这段TATA盒序列,并与这段DNA序列进行蛋白/DNA结合作用。早期的研究指出,TFⅡD是一个复合体(complex),由多个多胜肽链(polypeptide)组合而成,因此在TFⅡD复合体中专门与DNA结合的蛋白,我们就称它为TATA结合蛋白(TATA binding protein,简称TBP)。
TBP的分子量因不同的生物体而异,由27kDa(酵母菌)到38kDa(果蝇与人类细胞)都有。虽然TBP专责与DNA结合,但TBP跟其他能与DNA结合的DNA结合蛋白(DNA binding protein,简称DBP)有许多不同的地方。首先,TBP只需要单独行动即可,是以单元体(monomer)形式和DNA作用,而非一般DBP要形成二聚体(dimer)才能和DNA结合(可进一步参考《科学月刊》25卷8期〈简述视黄酸的讯息传递〉中以二聚体形式作用的DBP)。其次,TBP是与DNA分子螺旋结构上的小沟(minor groove)地方作用,而非一般DBP作用是在大沟(major groove)上;另外,TBP在蛋白上本身无法区分具有特定功能的功能部位(domain),亦即当TBP缺乏一些胺基酸片段后,它的DNA结合能力与转录启动活性均告丧失(参考《科学月刊》25卷8期〈简述视黄酸的讯息传递〉中有功能部位区分的核中受体)。从分子结构层次来看,TBP整个分子呈对称的马鞍状,与DNA的结合方式就好像马鞍套在马背上一样。当TBP与DNA结合后,除了TBP蛋白本身的形状改变外,DNA亦会被扭曲,以便让以后其他的转录因子来作用(可参阅1993年十月份英国的《Nature》中的许多计算机立体图形)。
TFⅡD除了TBP之外,还有另外六个蛋白,它们被称为TBP附着因子(TBP-associated factor, TAF),能与其他TFⅡD以外的蛋白作用,例如活化子与抑制子,所以它们是负责转录活性调控的功能。
由于TFⅡD中的TBP结合到DNA的TATA序列上,是整个转录作用的首要之务,随后引发一连串事件,最终促使转录之进行,因此这个蛋白(TFⅡD)与DNA的复合物,称为起始复合体(initiation complex)。
在早期的实验指出,另外有一个转录因子TFⅡA会结合到起始复合体上并稳定其结构,但目前已证实TFⅡA只是在纯化TFⅡD时一起沉淀下来的蛋白而巳,在转录的起始过程中并非是必需的因子。