PKA-Phosphopeptid-Substrat-Inhibitoren wirken, indem sie die Aktivität der Protein-Kinase A (PKA), einer Serin/Threonin-Kinase, unterbrechen. Die Inhibitoren wirken in erster Linie über zwei Mechanismen: Sie blockieren die ATP-Bindungstasche der katalytischen Untereinheit der PKA oder sie stören die Aktivierung der regulatorischen Untereinheit durch cAMP. Beide Methoden verhindern die anschließende Phosphorylierung des PKA-Phosphopeptidsubstrats, das für seine Aktivität unerlässlich ist. So greifen beispielsweise Verbindungen wie H-89 und KT 5720 direkt in die ATP-Bindungstasche ein, wodurch eine Phosphatgruppe auf das Substrat übertragen wird. Rp-cAMP hingegen ist ein kompetitiver Hemmstoff von cAMP und beeinträchtigt direkt die PKA-Aktivierung.
In anspruchsvolleren Szenarien zielen peptidbasierte Inhibitoren wie das myristoylierte PKI(14-22)-Amid speziell auf die katalytische Untereinheit von PKA ab und hemmen ihre Aktivität, indem sie den Zugang zum Substrat blockieren. Auch Verbindungen wie Ro 32-0432 weisen eine Affinität für die ATP-Bindungstasche auf, sind aber möglicherweise weniger spezifisch und beeinträchtigen nicht nur das PKA-Phosphopeptidsubstrat, sondern auch andere Substrate. Insgesamt beeinflussen diese Inhibitoren die Aktivität des PKA-Phosphopeptidsubstrats, indem sie auf mehreren Ebenen innerhalb der PKA-Signalkaskade wirken. Sie können die Phosphorylierungsereignisse, die für die Funktion des Substrats entscheidend sind, wirksam vermindern und so seine Aktivität modulieren, ohne seine strukturelle Integrität zu beeinträchtigen.