1977年，吉尔曼发现了G蛋白及其在细胞信号传导方面的作用，1981年成功提出纯第一个G蛋白，以后一直从事G蛋白研究，获得诺贝尔奖后，创办“细胞信息传导同盟”2G蛋白的研究更加深入几乎覆盖生物界的各个领域。

　　G蛋白是一组结构类似鸟苷酸结构，锚在细胞膜内表面，在静息状态，α、β、γ三个亚单位组成的三聚体。它在信息转导中起重要作用，根据其作用不同。G蛋白可分为激动型G蛋白（stimulatory G protein, Gs, 与AC活化相关G蛋白）抑制型G蛋白（inhibitory G protein,Gi与AC活化抑制相关G蛋白）和磷酸脂酶C活化相关G蛋白（asscciated with actiration of phephdripas Gp）其Gsa 和cia具有与GTP和GDP结合有GTP酶活性。

　　G蛋白循环 G蛋白因能通过三磷酸鸟苷GTP结合与水解以限制其作用时间而得名，在受体未激活时。G蛋白的α亚基与GDP结合，当激动型信号作用于激动型受体时，诱导受体分子构象变化，被活化的受体便与Gsa结合。此时G蛋白的构象改变：对GDP的亲和力减弱，而对GTP的亲和力增强，从而使GTP取代GDP而结合于G蛋白的α亚基上，并触发α 亚基与βγ来基解离，分离后的α亚基一GTP复合物激动腺苷酸环化酶（AC）催化cAMP生成。同时，α亚基显示出酶活性使GTP水成α亚基一GDP复合物，回到无活性构象与β、γ亚基结合受体的作用也终止。

　　G蛋白循环的三大特征 1、放大作用：激活靶细胞上的一个受体可激活500个G蛋白，使得由一个G蛋白调节效应蛋白在基失活前可产生大量的第二信使。2、作用时间延长：G蛋白由于减慢GTP水解速率而产生“作用时间延长”。3、自我调控：G蛋白被激活后必须自关闭，否则将持续产生放大作用。G蛋白每个亚单位都由多基因编码，从而构成多种多样的可能复合方式。

　　G蛋白的亚单位及功能 1、α亚单位：α亚单位是最大的亚单位，至少由17种不同的基因编码，这此基因不同的拼接使其种类多样化，α亚单位有Gs,Gi,Gq,Go四大家族，Gs家族可激活腺苷酸环化酶，Gi家族抑制腺苷酸环化酶，Gq家族则对磷酸脂C有作用。2、β、γ亚单位：通常情况下，β亚单位和γ亚单位作为一个作共价紧密结合的复合体被纯化，至今已克隆了五种不同的β亚单位（35~39kD）和7种不同的γ亚单位（7KD）。已有证据提示不同的复合体的功能有一定的差别，βγ的主要作用就是提高和膜结合α亚单位浓度，从而促进α亚单位和受体偶联，也有研究显示βγ本身能直接和效应器结合，从而介导信息转导。

　　G蛋白α亚基的效应分子  α亚基呈亲水性，主要部分分布在细胞膜上，自βγ亚单位解离后，沿膜脂双层的内表表面扩散，作用于效应器，其效应分子主要有：（1）腺苷酸环化酶；（2）磷酸二脂酶；（3）磷酸脂酶C，磷酸脂酶A。

　　βγ亚基的功能  G蛋白βγ亚基有两个主要作用：（1）将α亚单位锚在细胞膜上；（2）调节α亚单位活性，βγ基能够稳定GDP和α亚基的结合，同时抑制GTP的结合。因而阻止了Gα激活，目前认为βγ介导的常见于抑制腺苷酸环化酶活性。

　　现有的研究表明：βγ亚基能够直接激活一些PLC-β异构体，但PLC-β4不能被βγ亚基激活，对腺苷酸环化酶而言，Gs亚基均可激活所有亚型，Gi则抑制ACI、ACV和ACVI的活性，βγ亚基作用则有选择性，βγ能够抑制ACI激活ACⅡ刺激Gs，Go通路可大大加强A CⅡ的活性，cAMP水平升高能反映两条不同通路被同时激活。

　　G蛋白偶受体

　　受体（receptor）是能够与信息分子特异结合的一类特殊蛋白质。

　　配体 能够与受体结合的信息分子，如：神递质、激素、局部化学介质、药物等。受体分为：膜受体，细胞表面受体，细胞内受体。

　　膜受又分为（1）蛋白偶联受体；（2）离子通道关联受体；（3）酶关联受体。

　　G蛋白偶联受体是细胞膜受体的一大类；目前已发现与G蛋白偶联的受体有70余种，常见的G蛋白偶联受体（Tab I some exambes of a protein-forbed ）

　　G蛋白偶联受体具有共同结构特点：

　　G蛋白偶联受体间高度的同源性反映在它们的有共同的预测结构，它们均有7个跨膜段又称7次跨膜受体（7TM）它们由一条肽链形成都有一个大小变化很大的细胞外N末端和一个胞浆内C末端，而且肽链形成7个跨膜螺旋结构和相应的3个细胞外环和3个细胞内环，它们在作用机理上均需通过第二甚至第三信使才能引起蛋白质级联反应，以产生最终的生物效应。（Fig2 图1-3-6）

　　G蛋白偶联受体激活蛋白质级联反应

　　级联式蛋白质体系的主要特点：第一 体系的一些酶在一般情况下，都是以无活性的酶原形式存在；第二前一个活性酶激活后一个酶原；第三 每经过一次酶原的激活就产生一次放大作用，细胞内的信号转导的依赖着不同系列的级联反应。

　　突触后细胞上的受体多属于G蛋白偶联受体家族，这些受体的活动需要一系G蛋白的分子有序地参加，（Fig 1）受体和递质结合后构象改变从而结合G蛋白复合物，该复合物内α、β、γ蛋白和GDP构成，自由分布于细胞膜内表面，当α亚单位结合GDP时复合物处于无活性状态（Fig 1a）蛋白质复合物和受体结合时，α亚单位由结合GDP改为结合GTP（Fig 1a）然后G蛋复合物分解为α-GTP和βγ亚单位，不再和受体结合。α亚单位和其效应器相互作用（Fig 1c）效应器常为膜结合酶如腺苷酸环化酶（AC）效应器的激活进而使第二信使（如cAMP）水平升高或降低。当α亚单位内的GTP酶活性将GTP水解为GDP效应器的激活作用结束（Fig 1a）。α亚单位自效应器释放和βγ亚单位重新结合，G蛋白复合物回到失活状态，在有些情况下也可观察到βγ亚单位做为信号分子转导信号。由于每一步有放大效应，一个分子受体激动剂可产生成成百上千的第二信使分子。