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1.3-MDa转录因子IID（TFIID）是预启动复合物（PIC）组装和几乎所有基因上RNA聚合酶II（Pol II）介导的转录起始所必需的。26个亚基中介体（Mediator ）刺激转录和细胞周期蛋白依赖性激酶7（CDK7）介导的Pol II C末端域（CTD）的磷酸化。

2021年5月7日，复旦大学徐彦辉团队在Science 在线发表题为“Structures of the human Mediator and Mediator-bound preinitiation complex”的研究论文，该研究确定了人类中介体的结构在扩展的尾巴模块（在近原子分辨率下）和弯曲的尾巴构象以及基于TFIID的PIC中介体（76个多肽，4.1 MDa）在四个不同的构象中的结构。

PIC-Mediator组件诱导Mediator协调一致的重组（Head-tilting和Middle-down），并创建Head-Middle三明治形状，该三明治形状可稳定两个CTD片段并将CTD带入CDK7进行磷酸化，提示CTD门控机制有利于磷酸化。基于TFIID的PIC体系结构可调节Mediator的组织和TFIIH的稳定性，从而突出了TFIID在编排PIC-Mediator组件中的重要性。

另外，2021年4月26日，马克斯·普朗克研究所Patrick Cramer团队在Nature 在线发表题为“Structure of human Mediator–RNA polymerase II pre-initiation complex”的研究论文，该研究制备了重组人中介体，重构了50个亚基的中介体-PIC复合物，并通过cryo-EM确定了复合物的结构。中介体使用其头模块来接触Pol II茎和一般转录因子TFIIB和TFIIE，类似于相应酵母复合物中的中介体-PIC相互作用。MED27-MED30与MED14和MED17中的暴露区域相关联，以形成与激活剂结合的中介体尾巴模块的近端部分。中介体将通用转录因子TFIIH的柔性连接的CDK激活激酶（CAK）定位在Pol II的C末端重复域（CTD）的接头附近。

另外，2021年4月26日，马克斯·普朗克研究所Patrick Cramer团队在Nature 在线发表题为“Structures of mammalian RNA polymerase II pre-initiation complexes”的研究论文，该研究报告了高分辨率的PIC冷冻EM 结构，包括人类一般因子和Sus scrofa domesticus Pol II（与人类Pol II的99.9％相同）。该研究以2.5–2.8的分辨率确定具有闭合和打开的启动子DNA的PIC结构，并以2.9–4.0的分辨率解析TFIIH。该研究捕获了TFIIH易位酶XPB在易位前和易位后的状态，并表明XPB诱导并传播DNA扭曲，以启动TATA盒下游30个碱基对的DNA开放。该研究还提供了证据，表明DNA开放分为两个步骤，并导致TFIIH从核心PIC脱离，这可能会阻止DNA扭曲并启用RNA链起始。

2021年4月2日，复旦大学徐彦辉团队在Science 在线发表题为“Structural insights into preinitiation complex assembly on core promoters”的研究论文，该研究利用冷冻电镜方法，解析了PIC组装过程中所有关键组装步骤和状态的复合物结构。研究分析发现：TFIID含有多个DNA结合区，具有较高的序列包容度，可识别各种不同类型的基因启动子；针对不同类型启动子，PIC通过两种方式将启动子推动至聚合酶催化中心上方准备转录，提出“双路径启动子推动”模型（two-track promoter deposition）；处于Drive构象的完整PIC，为转录起始做好了两方面准备。这一发现还从分子层面颠覆了对TBP只结合TATA box的传统看法，很好解释了PIC组装和基因转录为何可发生在几乎所有基因的启动子上。

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RNA聚合酶（Pol）II的真核转录起始需要在核心启动子上组装预起始复合物（PIC），该短序列包含转录起始位点（TSS）上游50个碱基对（bp）和下游50 bp的短序列。转录因子IID（TFIID）识别核心启动子并通过募集通用转录因子（GTF）TFIIA，TFIIB，TFIIF和Pol II来组装核心PIC（cPIC），然后募集TFIIE来组装中间体，从而支持PIC逐步组装PIC（mPIC）和TFIIH组装完整的PIC（hPIC）。PIC组装是Pol II介导的真核转录的严格要求，并且受到严格的监控。GTF介导的基础转录被共激活因子和序列特异性转录因子激活，这有助于转录机制的募集并因此激活靶基因的转录。

作为第一个招募为启动子的GTF，TFIID由TATA盒结合蛋白（TBP）和13个TBP相关因子（TAF1至TAF13）组成，分子量约为1.3 MDa。Pol II介导的转录起始的“教科书”模型始于TBP与TATA盒的结合，在TSS上游约30 bp。TBP弯曲TATA盒以形成鞍形结构，并支持在TATA盒启动器上进行PIC组装。

然而，已经证明，TBP-TATA系统是一个例外，而不是一般规则，因为多达85％的编码基因启动子缺乏共有的TATA盒基序，通常被称为无TATA的启动子。此外，几乎所有Pol II介导的基因转录都需要TFIID复合物，而其功能不能被TBP取代。尽管在TATA盒启动子上对基于TBP的PIC进行了广泛的结构研究，但仍不清楚TFIID如何支持PIC在不同类型的启动子上组装，特别是在无TATA的启动子上。

TFIIH是组装到PIC中的最后一个GTF。TFIIH由七个亚基核心模块和一个三亚基细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK）激活激酶（CAK）模块组成。XPB是TFIIH核心的ATP依赖的DNA转移酶亚基，在启动子melting，启动子逃逸及转录启动中起作用。CAK由CDK7，细胞周期蛋白H（CycH）和MAT1形成。CDK7激酶使Pol II C末端结构域（CTD）磷酸化。XPB介导的启动子melting和CAK介导的CTD磷酸化对于转录启动都是必不可少的。但是，如何将两个催化模块集成到基于TFIID的PIC中仍然未知。

该研究利用冷冻电镜方法，解析了PIC组装过程中所有关键组装步骤和状态的复合物结构。为研究PIC对各种不同类型启动子的识别，研究人员在涵盖所有启动子类型（三种）的8个启动子及5个突变启动子上，组装PIC复合物并进行了结构分析。25个复合物结构提供了PIC组装的不同阶段，不同功能状态，不同启动子类型的全覆盖结构信息。

研究分析发现：TFIID含有多个DNA结合区，具有较高的序列包容度，可识别各种不同类型的基因启动子；针对不同类型启动子，PIC通过两种方式将启动子推动至聚合酶催化中心上方准备转录，提出“双路径启动子推动”模型（two-track promoter deposition）；处于Drive构象的完整PIC，为转录起始做好了两方面准备。这一发现还从分子层面颠覆了对TBP只结合TATA box的传统看法，很好解释了PIC组装和基因转录为何可发生在几乎所有基因的启动子上。

据悉，复旦大学附属肿瘤医院助理研究员陈曦子（复旦大学生物医学研究院2014级博士）、复旦大学生物医学研究院2017级博士生戚轶伦、2016级博士生武子涵、2020级博士生王鑫鑫、2016级博士生李佳蓓、2017级博士生赵丹、复旦大学附属肿瘤医院副研究员侯海峰为本文共同第一作者，徐彦辉为通讯作者。

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