プロテインキナーゼA
基質ペプチドのセリン/スレオニン残基は、そのヒドロキシル基がATP分子のγ位のリン酸基と向かい合うように配置される。基質、ATP、そして2つのマグネシウムイオンはPKAの触媒サブユニットと緊密に相互作用している。活性型コンホメーションでは、CヘリックスがN末端のローブに対してパッキングし、保存されたDFGモチーフのアスパラギン酸残基がマグネシウムイオンをキレートしてATPを適切に配置する。γ-リン酸を基質ペプチドのセリン/スレオニン残基へ転移するため、ATPの三リン酸部分はアデノシン部分が結合するポケットから突き出した配置となる。91番のグルタミン酸残基、72番のリジン残基を含む、いくつかの保存残基は、α位とβ位のリン酸基を適切な位置に保つ。基質ペプチドのセリン/スレオニン残基のヒドロキシル基が、SN2求核反応によってγ位のリン酸基のリン原子を攻撃し、リン酸の基質ペプチドへの転移と、β-リン酸とγ-リン酸の間のホスホジエステル結合の開裂が起こる。
PKAはプロテインキナーゼの生物学を理解するためのモデルとなっており、その保存残基の位置は、ヒトのキノームを、活性を有するプロテインキナーゼと活性のない偽キナーゼ(英語版)とに分類する際の助けとなっている。
プロテインキナーゼA (PKA)、正確にはアデノシン3',5'-一リン酸 (環状アデノシン一リン酸、cAMP) 依存性プロテインキナーゼは、化学者エドモンド・フィッシャーとエドヴィン・クレープスによって1968年に発見された。彼らは、PKAのリン酸化と脱リン酸化、そしてそれらのPKA活性との関連についての業績によって、1992年にノーベル生理学・医学賞を獲得した。
PKAはプロテインキナーゼの中で最も広く研究されているものの1つであり、このタンパク質の独特性がその要因の1つである。ヒトのキノームを構成する540種類のプロテインキナーゼの遺伝子のうち、生理的条件下で四量体(英語版)の複合体を形成するキナーゼは、PKAの他にはカゼインキナーゼ2だけである。
哺乳類のPKAのサブユニットの多様性は、Stan Knightらが触媒サブユニット(Cサブユニット)の4つの遺伝子、そして調節サブユニット(Rサブユニット)の4つの遺伝子を同定したことによって明らかにされた。1991年には、Susan TaylorらはPKAのCαサブユニットを結晶化し、プロテインキナーゼの活性の中核部となる、2つのローブからなる構造を初めて明らかにした。この構造は、ゲノム中の他の全てのプロテインキナーゼのモデルとなった。
PKAはアルギニン-アルギニン-X-セリン/スレオニンというモチーフが露出したタンパク質をリン酸化し、タンパク質を活性化または不活性化する。発現しているタンパク質は細胞種によって異なるので、PKAによってリン酸化されるタンパク質の種類も細胞種によって異なる。そのため、PKAの活性化による影響も細胞種によって異なる。