Ca2+/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼII
CaMKIIは活性化された後、AMPA受容体の膜への輸送、そしてその後の樹状突起のPSDへの輸送に関与していることを示す強い証拠が得られている。AMPA受容体の移動は、シナプスを強化してシナプス前端の脱分極に対するシナプス後応答を増大させる。これによって、LTPが生じる。
より具体的な機構としては、CaMKIIはAMPA受容体のGluA1(英語版)サブユニットのSer831をリン酸化する。その結果、AMPA受容体のチャネルコンダクタンスが増大し、AMPA受容体は通常よりも感受性が増大する。AMPA受容体の感受性の増大はシナプス強度の増加をもたらす。
チャネルコンダクタンスの増大に加えて、CaMKIIはAMPA受容体のエキソサイトーシス過程を補助することも示されている。細胞内では、予備となるAMPA受容体がエンドソーム膜に埋め込まれている。CaMKIIはエンドソームの細胞膜への移行を促進し、埋め込まれているAMPA受容体を活性化する。エンドソームのエキソサイトーシスによってシナプス内のAMPA受容体の数が増加することで、シナプス前端の脱分極に対する感受性が増大し、LTPが生じる。