蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）又称依赖于cAMP的蛋白激酶A（cyclic-AMP dependent protein kinase A），是一种结构最简单、生化特性最清楚的蛋白激酶。

激酶是激发底物磷酸化的酶，所以蛋白激酶A的功能是将ATP上的磷酸基团转移到特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化，被蛋白激酶磷酸化了的蛋白质可以调节靶蛋白的活性。

一般认为，真核细胞内几乎所有的cAMP的作用都是通过活化PKA，从而使其底物蛋白发生磷酸化而实现的。

蛋白激酶A（Protein Kinase A，PKA）：由两个催化亚基和两个调节亚基组成，在没有cAMP时，以钝化复合体形式存在。cAMP与调节亚基结合，改变调节亚基构象，使调节亚基和催化亚基解离，释放出催化亚基。活化的蛋白激酶A催化亚基可使细胞内某些蛋白的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化，于是改变这些蛋白的活性，进一步影响到相关基因的表达。

蛋白激酶A在细胞中具有多种功能，包括调节糖原、糖和脂质的代谢。

蛋白激酶 A，更准确地说是腺苷 3',5'-单磷酸（环磷腺苷）依赖的蛋白激酶，缩写为 PKA，是由化学家埃德蒙·H·费舍尔和埃德温·G·克雷布斯在 1968 年发现的。他们因研究磷酸化和去磷酸化及其与 PKA 活性的关系而于 1992 年获得诺贝尔生理学或医学奖。

PKA 是最广泛研究的蛋白激酶之一，部分原因是它的独特性；在构成人类激酶组的 540 个不同蛋白激酶基因中，只有另一个蛋白激酶，酪蛋白激酶 2，被知道以生理四聚体复合物存在，这意味着它由四个亚基组成。

在斯坦·麦克奈特博士和其他人确定了四个可能的催化亚基基因和四个调节亚基基因后，人们意识到哺乳动物 PKA 亚基的多样性。1991 年，苏珊·泰勒和同事们对 PKA Cα 亚基进行了结晶，首次揭示了蛋白激酶核心的双叶结构，为基因组中所有其他蛋白激酶（激酶组）提供了蓝图。

当不活跃时，PKA 全酶以四聚体形式存在，由两个调节亚基和两个催化亚基组成。催化亚基包含活性位点，一系列在蛋白激酶中发现的、能结合和水解 ATP 的典型残基，以及一个与调节亚基结合的域。调节亚基有结合环磷腺苷的域、与催化亚基相互作用的域，以及一个自抑制域。调节亚基有两种主要形式；RI 和 RII。

哺乳动物细胞至少有两种类型的 PKAs：类型 I 主要在细胞质中，而类型 II 通过其调节亚基和特殊的锚定蛋白（在锚定部分中描述）绑定到质膜、核膜、线粒体外膜和微管上。在这两种类型中，一旦催化亚基被释放并活跃，它们可以迁移到核内（在那里它们可以磷酸化转录调节蛋白），而调节亚基则留在细胞质中。

以下人类基因编码 PKA 亚基：

催化亚基 - PRKACA、PRKACB、PRKACG

调节亚基类型 I - PRKAR1A、PRKAR1B

调节亚基类型 II - PRKAR2A、PRKAR2B

PKA 也被普遍称为 cAMP 依赖性蛋白激酶，因为它传统上被认为是通过在各种信号的响应中，第二信使称为环腺苷单磷酸（cAMP）水平升高时释放催化亚基而激活的。然而，最近评估完整的全酶复合物，包括调节性 AKAP 结合的信号复合物的研究表明，PKA 的催化活性的局部亚细胞激活可能在不物理分离调节和催化组件的情况下进行，特别是在 cAMP 的生理浓度下。相反，实验性诱导的超生理浓度的 cAMP，意味着高于细胞内通常观察到的浓度，能够导致全酶的分离，并释放催化亚基。

胞外激素，如胰高血糖素和肾上腺素，通过首先与靶细胞上的 G 蛋白偶联受体（GPCR）结合，启动细胞内信号级联，从而触发蛋白激酶 A 的激活。当 GPCR 被胞外配体激活时，诱导受体中的构象变化通过蛋白域动态传递给附着的细胞内异源三聚体 G 蛋白复合物。被刺激的 G 蛋白复合物中的 Gs α 亚基在 GPCR 催化的反应中将 GDP 替换为 GTP，并从复合物中释放。激活的 Gs α 亚基与一种称为腺苷酰环化酶的酶结合，该酶反过来催化 ATP 转化为 cAMP，直接增加 cAMP 水平。四个 cAMP 分子能够绑定到两个调节亚基。这是通过两个 cAMP 分子分别与两个 cAMP 结合位点（CNB-B 和 CNB-A）结合而完成的，这导致 PKA 调节亚基的构象变化，使亚基分离并释放两个已激活的催化亚基。

一旦从其抑制性调节亚基释放，催化亚基就能够继续磷酸化大量其他带有Arg-Arg-X-Ser/Thr序列的蛋白质。尽管它们仍然受到其他层面的调控，包括由PKA的热稳定假底物抑制剂PKI的调节。

下面是PKA激活所涉及的步骤的列表：

1，胞浆cAMP增加

2，两个cAMP分子与每个PKA调节亚基结合

3，调节亚基移出催化亚基的活性中心，R2C2复合物解离

4，游离催化亚基与蛋白质相互作用生成磷酸化Ser或Thr残基

PKA激活后，释放的催化亚基可以催化ATP末端磷酸基团转移到蛋白底物的丝氨酸或苏氨酸残基上。这种磷酸化通常导致底物活性的变化。由于PKA存在于多种细胞中，作用于不同的底物，PKA调节和cAMP调节涉及许多不同的通路。

进一步作用的机制可分为直接蛋白质磷酸化和蛋白质合成：

在蛋白质直接磷酸化过程中，PKA直接增加或降低蛋白质的活性。

在蛋白质合成中，PKA首先直接激活CREB，CREB结合cAMP反应元件，从而改变转录，改变蛋白质的合成。一般来说，这种机制需要更长的时间（几小时到几天）。

蛋白激酶A的下调通过反馈机制发生，并涉及多种水解cAMP的磷酸二酯酶（PDE），它们属于PKA激活的底物。磷酸二酯酶快速转化cAMP为AMP，从而减少可激活蛋白激酶A的cAMP的量。PKA也受一系列复杂的磷酸化事件调节，其可包括自身磷酸化修饰和被调节激酶如PDK1的磷酸化。〔此外，催化亚基本身也可以被磷酸化来下调。

PKA的调节亚基二聚体对其细胞内定位是重要的。二聚体的二聚和对接（dimerization and docking, D/D）结构域与A激酶锚蛋白（AKAP）的A-激酶结合（A-kinase binding, AKB）结构域结合。AKAP将PKA定位于细胞内的不同位置（例如，质膜、线粒体等）。