TFIID

TFIID (転写因子IID)

TFIID（転写因子IID、transcription factor II D）は、真核生物における遺伝子発現の根幹をなす基本転写因子の一つです。特に、タンパク質をコードする遺伝子の転写を担うRNAポリメラーゼIIによる転写開始プロセスにおいて、その中心的な役割を担います。他の基本転写因子と共に「転写開始前複合体」と呼ばれる巨大な分子集合体を形成し、RNAポリメラーゼIIが遺伝子のプロモーター領域に正確に結合し、転写を開始するための足場を提供します。

TFIIDの最も特徴的な機能の一つは、多くの遺伝子のプロモーター領域に存在する「TATAボックス」と呼ばれる特定のDNA配列を認識し、転写開始複合体形成の最初のステップとしてそこに結合することです。この初期の結合が、後続する因子やRNAポリメラーゼII自体のリクルートメントを促進します。

構造と構成要素

TFIID複合体は、主要な構成要素としてTATA結合タンパク質（TBP）と、それに結合する多数のTBP関連因子（TAF、TBP-associated factors）から成り立っています。TBPは、その名の通りTATAボックス配列に直接結合する能力を持つ中核的なタンパク質です。

一方、TAFはTFIID複合体の機能に多様性と柔軟性を与える役割を担います。試験管内の単純な系においては、TATAボックスを含むプロモーターからの基本的な転写はTBP単独でも可能ですが、生細胞内での複雑な調節においてはTAFの存在が不可欠です。TAFはプロモーターの選択性を高め、TBPが認識する典型的なTATAボックスを持たないプロモーターからの転写開始にも重要な役割を果たします。

複数の複合体形態と機能的差異

TAFは、単にTFIID複合体の一部として存在するだけでなく、TBPと共に別の複合体を形成することが知られています。代表的なものが「B-TFIID」と呼ばれる形態で、これはTBPとTAFII170（またはBTAF1）が1対1で結合したものです。生細胞内では、多くのTBPがこのB-TFIID複合体として存在していることが示されています。

しかし、TFIID複合体とB-TFIID複合体は機能的に完全に等価ではありません。例えば、遺伝子の転写を制御する遺伝子特異的転写因子からのシグナルに対する応答性が異なります。特定の調節因子（例: SP1）による転写活性化は、TFIID複合体を用いた再構成系では観察されますが、B-TFIIDを用いた系では見られないことがあります。これは、TFIIDに含まれる多様なTAFが、上流からの調節シグナルを受け取り、転写開始プロセスを微調整するための重要な窓口として機能していることを示唆しています。

主要なサブユニット

TFIID複合体は非常に多くのサブユニットから構成されており、その正確な構成は生物種によって多少異なります。しかし、中心となるTBPと、多様なTAFサブユニットが存在することは共通しています。主要なサブユニットの一部を以下に挙げます。

TBP (TATA結合タンパク質): コアプロモーターのTATAボックスに直接結合する。
TBPL1, TBPL2: TBPと関連するタンパク質。
* TAF1 (TAFII250), TAF2 (CIF150), TAF3 (TAFII140), TAF4 (TAFII130/135), TAF4B (TAFII105), TAF5 (TAFII100), TAF6 (TAFII70/80), TAF7 (TAFII55), TAF8 (TAFII43), TAF9 (TAFII31/32), TAF9B (TAFII31L), TAF10 (TAFII30), TAF11 (TAFII28), TAF12 (TAFII20/15), TAF13 (TAFII18), TAF15 (TAFII68): これらはそれぞれ異なる特性を持つTAFサブユニットであり、複合体の全体構造の維持、他の転写因子や調節因子との相互作用、ヒストン修飾酵素活性など、多様な機能に関与しています。

転写開始プロセスにおける役割

TFIIDがプロモーターに結合することは、RNAポリメラーゼIIによる転写開始前複合体形成の決定的な最初のステップとなることが多いです。TFIIDがプロモーター上の特定の配列（TATAボックスや、TAFが認識するその他のエレメント）に結合した後、TFIIAやTFIIBといった他の基本転写因子が順次リクルートされ、複合体が成長していきます。最終的に、RNAポリメラーゼII自身と、さらなる基本転写因子（TFIIE、TFIIF、TFIIHなど）が結合し、完全に機能的な転写開始前複合体が構築されます。

この複合体が形成されることで、RNAポリメラーゼIIはプロモーター下流の遺伝子本体の転写を開始する準備が整います。TFIIHが持つヘリカーゼ活性によるDNA二重鎖の開裂や、RNAポリメラーゼIIのリン酸化といったステップを経て、転写が開始されます。このように、TFIIDは遺伝子の「オン/オフ」を制御する初期段階において、極めて重要な判断と実行の役割を担っており、遺伝子発現調節機構の中核をなす分子複合体と言えます。

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