近年来大量的研究表明，乌嘌呤核营酸调节蛋白质（Guanine Nucleotide Regulatory Proteins，G-proteins）在跨膜信息传递的多种机制中起着重要的调节作用。根据它们对腺苷酸环化酶的影响，可以发现有Gs和Gi两种不同的G—蛋白质。Gs介导受体对腺苷酸环化酶的激活作用，Gi则介导受体对腺苷酸环化酶的抑制作用。此外，在脑组织中还大量存在一种目前功能尚未明了的G—蛋白质（Go），但有证据表明这种G—蛋白质能与M—胆硷受体，GABA受体及α₂—肾上腺素受体相互作用。G—蛋白质家族的第四个成员是Gt—蛋白质，它存在于视网膜。其生理功能是调节cGMP磷酸二酯酶的活性从而控制光对视紫红质（rhodopsin）的激活。 上述各种G—蛋白质在结构和作用方式上都有许多共同之处。它们都是由αβγ三个不同亚单位组成的三聚体。Gs和Gi的β亚单位在电泳上表现为35kd和36kd两条蛋白质带，而Gt的β亚单位分子量则是36kd。进一步的研究表明所有的β亚单位都有相同的电泳表现，一致的氨基酸组成和水解后的肽片段组成。同时，Gs和Gi的γ亚单位也是相同的，分子量大约8kd。 各种G-蛋白质的α亚单位却有着明显的不同。Gs_α的分子量是45kd，Gi。是41kd而Gt_α和Go_α则分别是40kd及39kd。此外，Gs_α能在霍乱毒素的催化下被ADP-核苷化，而Gi_α和Go_α则能在百日咳毒素的催化下被ADP-核苷化；Gt既能被霍乱毒素也能被百日咳毒素催化ADP-核苷化。 做为G—蛋白质家族的成员，各种α亚单位又有基本的共同点，即它们都具有与乌嘌呤核苷酸结合的高亲和力位点，同时具有GTP酶活性，可以水解GTP。 人们早已熟知G—蛋白质可以介导受体对腺苷酸环化酶的激活或抑制作用。进年来大量实验证据表明，G-蛋白质还参与其它很多种调节过程。例如，G-蛋白质调节膜上磷脂酶C（Phospholipase C）的活性而影响磷酯酰肌醇的代谢，后者是很重要的信息物质，影响细胞内Ca浓度的调节。G-蛋白质也影响磷酯酶A₂的调节，从而作用于前列腺素类物质的代谢。其它诸如K⁺-通道、C_a²⁺-通道等都可能受G-蛋白质的调节。