信号转导中几种主要的蛋白质
细胞质中介导细胞信号转导的蛋白质主要涉及G蛋白、蛋白激酶、蛋白磷酸化酶及其他相关蛋白质。这些蛋白质在调控细胞信号转导通路的过程中往往都涉及了磷酸基团的添加或去除。
（一）G蛋白
G蛋白（G protein）即鸟苷酸结合蛋白，一般指任何与鸟苷酸结合的蛋白质的总称，但通常所说的G蛋白仅仅是信号转导途径中与受体偶联的鸟苷酸结合蛋白。
1.G蛋白的基本结构 G蛋白位于细胞膜胞质面，为可溶性的膜外周蛋白，由α、β和γ三种蛋白亚基组成，相对分子质量为100 kDa左右。α亚基最大，β亚基其次，γ亚基最小。α种类较多，差别也较大，但所有的α亚基在结构及功能上都有共同点：均有GDP或GTP结合位点，具GTP水解酶活性，能促进与其结合的GTP分解为GDP。β和γ亚基一般以βγ二聚合体形式存在。
2.G蛋白的活化 G蛋白有别于细胞膜上镶嵌的跨膜蛋白，它是一种功能性的信号转导中介蛋白。G蛋白有两种构象，与GTP结合时的活化型和与GDP结合时的非活化型。
在静息状态下，α亚基与β、γ亚基构成三聚体形式，再与GDP结合，此时G蛋白与受体分离，无活性；当配体与相应的受体结合后，受体分子的构象改变，活化的受体与G蛋白作用，使α亚基与βγ二聚体解离，解离下来的α亚基与GDP结合力下降，GDP与胞内游离的GTP发生交换，形成Gα-GTP，具有活性。活化的G蛋白与下游效应蛋白相互作用，进而实现信号从胞外向胞内的传递，直至α亚基上的GTP在α亚基内源性GTP酶的作用下将GTP水解成GDP，形成无活性的Gα-GDP，Gα-GDP随即与效应蛋白分开，重新与βγ亚基形成异源三倍体。这样，配体与受体短短几毫秒时间的接触可以延长为几十秒，乃至更长时间的反应，使输入的信号显著放大，并增加了调节环节（图1-9-4）。
图1-9-4 G蛋白的活化
3.G蛋白的种类 目前已在哺乳动物中发现20多种不同类型的G蛋白，根据其在功能上对效应蛋白的作用不同，主要分为激动型G蛋白（Gs型G蛋白）和抑制型G蛋白（Gi型G蛋白），此外还包括磷脂酶C型G蛋白等类型。
（1）Gs型G蛋白：是激活型受体与腺苷酸环化酶（adenylate cyclase，AC）之间的主要偶联蛋白。此外，膜上的某些离子通道也是Gs型G蛋白的下游效应分子。(https://www.daowen.com)
（2）Gi型G蛋白：Gi型G蛋白的β和γ亚基基本上与Gs型的基本相同，只是α亚基有明显的区别，为抑制型G蛋白。
（二）蛋白激酶
细胞内大部分重要的生命过程都涉及蛋白磷酸化，如代谢、物质运输、生长、发育、凋亡等；某些疾病的发生、发展过程中也涉及蛋白磷酸化，如恶性肿瘤、老年性疾病等。蛋白激酶就是能催化上述反应的一类磷酸转移酶，能将ATP的磷酸基团转移至底物特定的氨基酸残基上，使蛋白质发生磷酸化，以调节蛋白质的活性。
根据蛋白激酶作用底物的不同可分为5类：丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶、酪氨酸蛋白激酶、组/赖/精氨酸蛋白激酶、半胱氨酸蛋白激酶及天冬氨酸/谷氨酸蛋白激酶。
由于许多蛋白激酶是被第二信使激活的，根据第二信使的不同，蛋白激酶可分为环腺苷酸（cAMP）-依赖性蛋白激酶（蛋白激酶A）、环鸟苷酸（cGMP）-依赖性蛋白激酶（蛋白激酶G）、钙调素依赖性蛋白激酶和对磷脂敏感的钙离子依赖性蛋白激酶（蛋白激酶C）。
1.蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，存在于细胞质中，由2个相同的调节亚基和2个相同的催化亚基组成。催化亚基具有激酶的催化活性，能催化底物蛋白质某些特定丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化；调节亚基具有cAMP结合位点，具有调节功能。PKA依赖于cAMP，当细胞内cAMP浓度低时，调节亚基与催化亚基结合，催化亚基上的底物蛋白结合位点被调节亚基遮盖，PKA无催化活性；当细胞内cAMP浓度升高时，调节亚基上的cAMP结合位点与cAMP结合，调节亚基变构并与催化亚基解聚，使催化亚基游离，PKA具有催化活性，催化底物蛋白发生磷酸化修饰。
2.蛋白激酶C（protein kinase C，PKC）由一个大基因家族编码，目前在哺乳动物组织内已确定10种PKC亚型。PKC的所有亚型都由一条单肽链组成，分成调节区（Cl和C2区：能结合Ca2+、磷脂、DAG等）、催化区（C3区：ATP结合区）和底物结合区（C4区：识别磷酸化底物）。静止细胞中的PKC主要存在于胞质中，此时调节区和催化区的活性中心部分嵌合，调节区对催化区有抑制作用，呈非活性构象；当调节区与DAG、磷脂酰丝氨酸和Ca2+结合，调节区介导PKC结合到细胞膜上，可使催化区暴露而被活化。活化后的PKC可介导多种生物学效应，如参与信号转导调控、代谢调节及基因表达等。
（三）腺苷酸环化酶与鸟苷酸环化酶
腺苷酸环化酶是位于细胞膜上的G蛋白效应蛋白之一，是cAMP信号转导系统的重要组成部分。AC有多种不同亚型，分布于不同组织，均具有催化ATP分解形成cAMP的作用。
鸟苷酸环化酶（guanylate cyclase，GC）有两种存在形式，一种存在于细胞膜上，为膜结合型；另一种存在于胞质中，为可溶性酶。GC的作用水解GTP，使之环化生成cGMP。cAMP和cGMP均为第二信使参与细胞多种生命活动的调控。