G-Protein

G-Proteine liegen an der inneren Membran an und bestehen aus drei Untereinheiten, der α-, β- und γ-Untereinheit.
Es gibt verschiedene G-Proteine, die sich vor allem im Aufbau der α-Untereinheit unterscheiden.
- Für den cAMP-Signalweg unterscheidet man zwischen inhibitorischen G-Proteinen und stimulierenden G-Proteinen gelten (G_i- bzw. G_s-Proteine). Dies besitzen eine α_i- bzw. eine α_s-Untereinheit.
- Im Phosphoinositol-System (IP3, DAG) wird das übertragende G-Protein als G_q-Protein (α_q-Untereinheit) bezeichnet.

An die α-Untereinheit ist in Ruhe Guanosindiphosphat (GDP) gebunden.
Die Aktivierung erfolgt, wenn das G-Protein an seinen Transmitter-Rezeptor-Komplex bindet (vgl. G-Protein-Rezeptor).
Dadurch wird GDP abgespalten und durch zytosolisches GTP ersetzt. Gleichzeitig spalten sich die β- und γ-Untereinheit gemeinsam vom Transmitter-Rezeptor-Komplex ab, wozu mg²⁺ notwendig ist.
Der übrig bleibende α-GTP-Fragment kann nun an der Zellmembran entlang zu einem in der Zellmembran verankerten Effektorprotein gelangen.
Durch eine GTPase wird das an die α-Untereinheit gebundene GTP zu GDP und P_i gespalten. α-GDP verbindet sich nun mit der β,γ-Untereinheit erneut zu einem nicht aktivierten G-Protein. Die Signalkette wird abgeschaltet.