プロテインキナーゼA
PKAはAKAPによって細胞内の特定の位置に固定されている。筋小胞体のカルシウム放出チャネル、もしくはリアノジン受容体は mAKAP (muscle AKAP) と共局在している。mAKAPによってリアノジン受容体とPKAが共局在することで、リアノジン受容体のリン酸化とカルシウムイオンの放出は増加する。
活性化されたGs型αサブユニットは、アデニル酸シクラーゼと呼ばれる酵素に結合して活性化する。この酵素はATPからcAMPへの変換を触媒し、直接的にcAMP濃度を上昇させる。PKAの2つの調節サブユニットには、合計4分子のcAMPが結合する。各調節サブユニット上の2つの結合部位 (CNB-BとCNB-A) にcAMPが結合すると、調節サブユニットはコンフォメーション変化を起こし、2つの活性化された触媒サブユニットが放出される。
阻害的な調節サブユニットから放出された触媒サブユニットは、Arg-Arg-X-Ser/Thr(Xは任意のアミノ酸)というモチーフを含む、膨大な種類のタンパク質をリン酸化し続ける。この活性化されたPKAも異なるレベルで調節を受けており、その中にはPKIと名付けられた熱安定性の偽基質の阻害剤による調節などが含まれる。
まとめると、PKAの活性化は次のように進行する。
細胞質のcAMPが増加する。
PKAの調節サブユニットのそれぞれに2分子のcAMPが結合する。
調節サブユニットが触媒サブユニットの活性部位から離れ、R2C2複合体が解離する。
遊離した触媒サブユニットがタンパク質と相互作用し、セリンまたはスレオニン残基をリン酸化する。
PKAのホロ酵素は四量体で存在するが、PKAが特定の構成要素へ取り込まれると、その部位ではより高次の構造を形成する。典型的なPKAのホロ酵素は、2つの調節サブユニットと2つの触媒サブユニットから構成される。活性部位が存在するのは触媒サブユニットであり、ATPを結合し加水分解する一連の標準的な残基と、調節サブユニットに結合するドメインとを含んでいる。調節サブユニットには、cAMPを結合するドメインと、触媒サブユニットに結合するドメイン、自己阻害ドメインが存在する。調節サブユニットにはRIとRIIの2つの主要な型が存在する。
ヒトのPKAのサブユニットをコードする遺伝子には次のようなものがある。
触媒サブユニット – PRKACA (Cα), PRKACB (Cβ), PRKACG (Cγ)
調節サブユニットI型 (RI) - PRKAR1A, PRKAR1B
調節サブユニットII型 (RII) - PRKAR2A, PRKAR2B