1、高级生物化学复习资料一、 作业：1、 试述胰岛素与胰高血糖素对糖脂代谢的调控机理，以及两者之间的协作血糖降低时，胰高血糖素胰分泌增加，胰岛素分泌减少；血糖升高时，则胰高血糖素分泌减少，胰岛素分泌增加。氨基酸的作用与葡萄糖相反，能促进胰高血糖素的分泌。胰岛素可通过降低血糖间接刺激胰高血糖素的分泌，但细胞分泌的胰岛素和细胞分泌的生长抑素可直接作用于邻近的A细胞，抑制胰高血糖素的分泌血糖浓度的下降能促使胰岛细胞释放谷氨酸盐。谷氨酸盐接着作用于AMPA和kainate型的促离子型谷氨酸受体，并使得细胞膜去极化，钙离子通道被打开，最终使得细胞质中的自由钙离子浓度增加，从而促进胰高血糖素的释放。血糖浓度下
2、降和剧烈活动时，胰高血糖素分泌增加，胰高血糖素与肝细胞膜受体结合，由G蛋白介导活化腺苷酸环化酶，使cAMP生成增加，cAMP使cAMP依赖蛋白激酶（PKA）活化，活化的蛋白激酶一方面使有活性的糖原合酶a磷酸化为无活性的糖原合酶b，另一方面使无活性的磷酸化酶激酶转化为有活性的磷酸化酶激酶，活化的磷酸化酶激酶进一步使无活性的糖原磷酸化酶b磷酸化转变为有活性的糖原磷酸化酶a，最终结果是抑制糖原合成，促进糖原分解，从而使血糖浓度升高或肌糖原分解用于肌肉收缩。血糖浓度升高，胰岛素的分泌增加。胰岛素对糖代谢的作用主要是刺激糖原的合成。它的作用途径主要是通过去磷酸化作用使糖原合酶解除抑制，同时使磷酸化酶激酶
3、和磷酸化酶a由于去磷酸化而受到抑制。胰岛素可以与细胞质膜上的专一受体结合，该受体由两两相同的4个亚基（22）构成，胰岛素和受体的亚基结合，受体的亚基是一种酪氨酸激酶，胰岛素和受体结合后即使亚基上的酪氨酸激酶能够利用ATP的磷酸基团将自身一关键性地酪氨酸残基磷酸化，自身磷酸化的结果进一步使该酪氨酸激酶活化，它随后又激活一种激酶，此激酶又激活胰岛素敏感蛋白激酶，胰岛素敏感蛋白激酶活化后，又使磷蛋白激酶1（pp1）活化，PP1作用肌肉中糖原磷酸化酶a，磷酸化酶激酶、糖原合酶去磷酸化，促进糖原的合成并抑制它的降解。2、 简述含氮激素与甾类激素作用机制的异同含氮激素的作用机制：第二信使学说，含氮激素（第
4、一信使）随血液循环运输到达靶细胞，与细胞膜上的特异性受体结合后，引起细胞内cAMP，Ca2+、cGMP、三磷酸肌醇（IP3）等（第二信使物质）浓度的变化，分别通过蛋白激酶A、钙调蛋白、蛋白激酶V及促进胞内贮存Ca2+释放而诱发靶细胞内特有的生理效应，如腺细胞分泌、肌细胞收缩、细胞内某些酶促反映和细胞膜通透性的改变等。含氮类激素作用原理第二信使学说 （second messenger） （1）以环磷酸腺苷为第二信使的信息传递系统 Sutherland 在进行肝糖原分解实验中发现了一种耐热因子，后来证实为环一磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP），分子量
5、为 329.2，它对热稳定，在微酸或微碱溶液中煮沸 30min 仍很稳定。于是Sutherland（1965 年）提出了第二信使学说的概念。CAMP 作为第二信使的基本原则是：激素作用于完整靶细胞时能引起 cAMP 浓度增加；激素效应发生在cAMP 浓度升高之后；外源性 cAMP 可模拟激素的作用；磷酸二酯酶（phosphodiesterase，PDE）抑制剂可加强激素作用；能激活靶细胞中 cAMP 依赖的蛋白激酶 （cAMP-dependent protein kinase，APK） 。由于 cAMP 的发现和第二信使的提出，使人们对生命奥秘的认识向前迈了一大步。 为此，Sutherland
6、 获 1975 年诺贝尔医学和生理学奖。 cAMP 产生的关键环节是腺苷酸环化酶（adenylate cyclase， AC）系统，AC 系 统主要由四部分 组成：受体 （receptor，R） ； 鸟苷酸结合蛋白（GTP binding G protein， 蛋白）； AC 催化亚单位； 活化 AC 的协同 因子。 以 cAMP 为第二信 使学说的主要内容是：作为第一信使 的激素与靶细胞膜上特异受体结合； 激素受体复合物通过 G 蛋白激活膜内侧 腺苷酸环化酶（AC） 在 Mg2存在时 AC ， 使 ATP 变成 cAMP； cAMP 作为胞内第二信使激活某种 cAMP 依赖的蛋白激 酶，同时
7、 cAMP 被磷酸二酯酶（PDE）水解；活化的蛋白激酶（PK）促进胞内许多特异蛋白的磷酸化，导致靶细胞产生生理效应（图 8-2） 。 （2）以三磷酸肌醇和甘油二酯为第二信使的信息传递系统 80 年代， 许多研究结果表明肌醇磷脂的降解是跨膜信号转导（transmembrane signal transduction）的重要步骤，发现了细胞内一条非核苷酸类的第二信使通路，将肌醇脂质代谢中产生的三磷酸肌醇（inositol-145-triphosphate，IP3）和甘油二酯（diacylglycerol，DAG）确认为第二信使。IP3 和 DAG 产生的基本过程是：激素激活细胞膜受体，经 G 蛋白
8、（G-protein）的耦联作用，引发磷脂酶 C（phospholipase C，PLC）活化，活化的 PLC 使二磷酸磷脂酰肌醇 PIP 分解产生大量 IP3 和 DAG 两种信使物质，（phosphatidylinositol-45-bisphophate， 2）二者分别激活两条独立又相互协调的信号传递途径， IP3-Ca2和 DAG-PKC 即 （protein kinase 2 2 2 。IPC，蛋白激酶 C）甾类激素作用机制：基因调节学说类固醇激素分子小，且有脂溶性。容易通过细胞膜，与胞浆受体结合形成激素-胞浆受体复合物，然后进细胞核内，激素与核内的受体结合，形成激素-核受体复合物，
9、进而启动或抑制DNA的转录过程，从而诱导或减少某种蛋白质（主要是酶）的合成，而引起相应的生理效应。2）甾类激素的受体 甾类激素的受体存在于细胞质中，具有锌指结构的重复单位。甾类受体的共同特点是有三个功能区：a,富含Cys、具有锌指结构的DNA结合区（C区）;b,C端的激素结合区（E区）;c,N端的受体调节区（A/B区）3）甾类激素作用机制 甾类激素调节许多与发育有关的生理过程，它们可以靠简单扩散进入细胞内，然后与细胞内受体结合后引起其构象变化，增加与DNA的亲和力，最终起调节基因转录活性的作用。甾类激素-受体复合体可以识别并结合到专一的DNA序列上，从而诱导基因转录活性。甾类受体调节的基因活化
10、常常是分两步进行的：对少数基因转录活性的直接诱导作用称为初级反应；由这些基因产物继而激活其它基因，称为延缓性次级反应，它对初始激素效应起到了扩增作用。另外部分初级反应产物反馈调控，阻遏了初级反应基因进一步转录。3、 试述人体中胰岛素产生、活化、分泌及其参与糖脂代谢调控的分子机理胰岛素是由胰岛B细胞受内源性或外源性物质如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等的刺激而分泌的一种蛋白质激素。二、PCR内容作业：1、 假阳性PCR反应结果的原因分析与避免措施 出现的PCR扩增条带与目的靶序列条带一致，有时其条带更整齐，亮度更高。 原因：1、引物设计不合适：选择的扩增序列与非目的扩增序列有同源性，因而
11、在进行PCR扩增 时，扩增出的PCR产物为非目的性的序列。靶序列太短或引物太短，容易出现假阳性。需重新设计引物。 2、靶序列或扩增产物的交叉污染：这种污染有两种原因：一是整个基因组或大片段的交叉污染，导致假阳性。 3、这种假阳性可用以下方法解决：操作时应小心轻柔，防止 将靶序列吸入加样枪内或溅出离心管外。除酶及不能耐高温的物质外，所有试剂或 器材均应高压消毒。所用离心管及样进枪头等均应一次性使用。必要时，在加标本 前，反应管和试剂用紫外线照射，以破坏存在的核酸。二是空气中的小片段核酸污 染，这些小片段比靶序列短，但有一定的同源性。可互相拼接，与引物互补后，可扩增出PCR产物，而导致假阳性的产生
12、，可用巢式PCR方法来减轻或消除。 出现非特异性扩增带 PCR扩增后出现的条带与预计的大小不一致，或大或小，或者同时出现特异性扩增带 与非特异性扩增带。非特异性条带的出现，其原因：一是引物与靶序列不完全互补、 或引物聚合形成二聚体。二是Mg2+离子浓度过高、退火温度过低，及PCR循环次数 过多有关。其次是酶的质和量，往往一些来源的酶易出现非特异条带而另一来源的酶 则不出现，酶量过多有时也会出现非特异性扩增。 其对策有：必要时重新设计引物。减低酶量或调换另一来源的酶。降低引物量，适当增加模板量，减少循环次 数。适当提高退火温度或采用二温度点法(93变性，65左右退火与延伸)。 出现片状拖带或涂抹
13、带 PCR扩增有时出现涂抹带或片状带或地毯样带。其原因往往由于酶量过多或酶的质量 差，dNTP浓度过高，Mg2+浓度过高，退火温度过低，循环次数过多引起。 其对策有：减少酶量，或调换另一来源的酶。减少dNTP的浓度。适当降低Mg2+浓 度。增加模板量，减少循环次数。 2、 假阴性PCR反应结果的原因分析与避免措施 PCR反应的关键环节有模板核酸的制备，引物的质量与特异性，酶的质量及， PCR循环条件。寻找原因亦应针对上述环节进行分析研究。 原因：（1）模板：模板中含有杂蛋白质，模板中含有Taq酶抑制剂，模板中蛋白质没有消化除净，特别是染色体中的组蛋白，在提取制备模板时丢失过多，或吸入酚。模 板
14、核酸变性不彻底。在酶和引物质量好时，不出现扩增带，极有可能是标本的消化处理，模板核酸提取过程出了毛病， 处理方法：因而要配制有效而稳定的消化处理液，其程序亦应 固定不宜随意更改。 （2）、 酶失活：需更换新酶，或新旧两种酶同时使用，以分析是否因酶的活性丧失或不够而导致假阴性。需注意的是有时忘加Taq酶或溴乙锭。 （3）、引物：引物质量、引物的浓度、两条引物的浓度是否对称，是PCR失败或扩增条带不 理想、容易弥散的常见原因。有些批号的引物合成质量有问题，两条引物一条浓度 高，一条浓度低，造成低效率的不对称扩增，对策为：选定一个好的引物合成单位。引物的浓度不仅要看OD值，更要注重引物原液做琼脂糖凝
15、胶电泳，一定要有引物条带出现，而且两引物带的亮度应大体一致，如一条引物有条带，一条引物无条 带，此时做PCR有可能失败，应和引物合成单位协商解决。如一条引物亮度高，一条 亮度低，在稀释引物时要平衡其浓度。引物应高浓度小量分装保存，防止多次冻融 或长期放冰箱冷藏部分，导致引物变质降解失效。引物设计不合理，如引物长度不够，引物之间形成二聚体等。 （4）、Mg2+浓度：Mg2+离子浓度对PCR扩增效率影响很大，浓度过高可降低PCR扩增的特 异性，浓度过低则影响PCR扩增产量甚至使PCR扩增失败而不出扩增条带。 对策：调整Mg离子浓度 （5）、反应体积的改变：通常进行PCR扩增采用的体积为20ul、3
16、0ul、50ul。或100ul，应用 大体积进行PCR扩增，是根据科研和临床检测不同目的而设定，在做小体积如20ul 后，再做大体积时，一定要模索条件，否则容易失败。 物理原因：变性对PCR扩增来说相当重要，如变性温度低，变性时间短，极有可能出 现假阴性;退火温度过低，可致非特异性扩增而降低特异性扩增效率退火温度过高影 响引物与模板的结合而降低PCR扩增效率。有时还有必要用标准的温度计，检测一下 扩增仪或水溶锅内的变性、退火和延伸温度，这也是PCR失败的原因之一。 （6）靶序列变异：如靶序列发生突变或缺失，影响引物与模板特异性结合，或因靶序列某 段缺失使引物与模板失去互补序列，其PCR扩增是不
17、会成功的。 3、 实时定量PCR引物设计与标准PCR引物设计的一般原则有何异同一般引物设计原则： 引物长度。一般引物长度为1830碱基。总的说来，决定引物退火温度（Tm值）最重要的因素就是引物的长度。有以下公式可以用于粗略计算引物的退火温度。 GC含量 一般引物序列中G+C含量一般为40%60%，一对引物的GC含量和Tm值应该协调。若是引物存在严重的GC倾向或AT倾向则可以在引物5端加适量的A、T或G、C尾巴。 退火温度 退火温度需要比解链温度低5，如果引物碱基数较少，可以适当提高退火温度，这样可以使PCR的特异性增加；如果碱基数较多，那么可以适当减低退火温度，是DNA双链结合。一对引物的退火
18、温度相差46以下会影响PCR的产率，但是理想情况下一对引物的退火温度是一样的，可以在5575间变化。real-time PCR引物设计原则：1.最好位于编码区5端的300-400bp区域内，可以用DNAman,Alignment 软件看看结果。2. 产物不能形成二级结构（自由能小于58.61KJ/mol）。3.引物长度一般在17-25碱基之间,上下游引物不能相差太大。4.G+C含量在40%60%之间，45-55最佳。5.碱基要随机分布，尽量均匀。6.引物自身不能有连续4个碱基的互补。7.引物之间不能有连续4个碱基的互补。8.引物5端可以修饰。9. 3端不要以A结尾，3端不可修饰，而且要避开AT
19、,GC rich的区域，避开T/C,A/G连续结构（2-3个）。10. 引物3端要避开密码子的第3位。11.引物整体设计自由能分布5端大于3端，且3端自由能最好小于9KJ/mol。可用oligo 6 软件进行比对看结果的情况。12.做荧光定量产物长度80-150bp最好，最长是300bp.13.引物设计避免DNA污染，最好跨外显子接头区。14.引物与非特异性扩增序列的同源性最好小于70或者有8个互补碱基同源。15.查看有无假基因的存在。假基因就是无功能的DNA序列，与需要扩增的目的片段长度相似。16.TM值在55-63度之间。17.引物与非特异性扩增序列的同源性最好小于70或者有8个互补碱基同
20、源。 引物长度。一般引物长度为1830碱基。总的说来，决定引物退火温度（Tm值）最重要的因素就是引物的长度。有以下公式可以用于粗略计算引物的退火温度。 GC含量：一般引物序列中G+C含量一般为40%60%，一对引物的GC含量和Tm值应该协调。若是引物存在严重的GC倾向或AT倾向则可以在引物5端加适量的A、T或G、C尾巴。 退火温度：退火温度需要比解链温度低5，如果引物碱基数较少，可以适当提高退火温度，这样可以使PCR的特异性增加；如果碱基数较多，那么可以适当减低退火温度，是DNA双链结合。一对引物的退火温度相差46以下会影响PCR的产率，但是理想情况下一对引物的退火温度是一样的，可以在5575
21、间变化。4、 简述利用PCR技术确定基因转录起始位点的原理与方法有三种确定基因转录起始位点的方法（主要答前两种）(1)引物延伸实验 引物延伸分析用于定量mRNA的量，测定低丰度的mRNA的种类。另外引物延伸实验可标定转录产物的5-端， 确定转录的精确起始。 原理：特异的末端标记的引物退火到RNA链的互补区域，随后用RNA作为模板，用反转录酶延伸引物得到cDNA，用变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分析cDNA。cDNA的长度为引物的标记的核苷酸到RNA-5末端间的碱基数，所得cDNA的量和目的RNA的起始量成正比。（2） RACE RACE（cDNA末端快速扩增，Rapid Ampliphication
22、of cDNA Ends）是一种获得转录本5或3未知序列的方法。不象普通RT-PCR那样使用两个序列特异性的引物，RACE使用一个序列特异性的引物和或者mRNA的poly(A)尾（3 RACE）或者加到cDNA末端的多聚同聚体（5 RACE）（图11）。RACE已经被用于扩增和克隆稀有mRNA。RACE的产物可以用来克隆，直接测序，制备探针或连接在一起得到全长cDNA。其中一个连接5 和3 RACE产物的方法是使用由5 及3 RACE得到的序列信息设计新的引物，以扩增全长的cDNA。使用RNaseH-的逆转录酶和高保真的热稳定聚合酶可以对较长的序列进行高保真的扩增。（3）核酸酶S1作图（Map
23、ping RNA with Nuclease S1）三种不同的核酸酶S1核酸酶、RNA酶、外切核酸酶VII被用来进行RNA定量，确定内含子位置，及鉴定在克隆的DNA模板上mRNA的5-末端和3-末端的位置。含有目的mRNA的RNA样品与互补的DNA或RNA探针在利于形成杂合体的条件下温育。在反应的末期，用核酸酶用来降解未杂合的单链RNA和DNA。余下的DNA-RNA或RNA-RNA杂合体用凝胶电泳分离，接着用自显影或Southern杂交来观察。当探针的摩尔数在杂交反应中过量时，信号强度与样品中目的mRNA的浓度成正比。用过量探针与一系列定量的靶序列杂交作出标准曲线，从而可准确估算样品的浓度。在
24、真核系统中，S1核酸酶消化过的5-末端通常代表转录起始点，而3-末端代表聚腺苷酸化的位点。同样的策略可用来对拼接位点的5-末端和3-末端作图。四、G蛋白偶联受体专题作业：1、G蛋白种类、结构特点G蛋白是一类和GTP或GDP结合的，位于细胞膜胞液面的外周蛋白，由三个亚基组成，它们是亚基，亚基，亚基。G蛋白有两种构象，一种以三聚体存在并与GDP结合，为非活化型，另一种构象是亚基与GTP结合并导致二聚体脱落，为活化型。 G蛋白类型及功能 (1) GS蛋白 激活腺苷酸环化酶 (2) Gi蛋白 抑制腺苷酸环化酶 (3) GP蛋白 激活磷脂酰肌醇特异的磷脂酶C (4) GO蛋白 大脑中主要的G蛋白，可能调
25、节离子通道 (5) GT蛋白 激活视觉2、G蛋白偶联受体的结构特点及其在信号转导中的作用机制G蛋白偶联受体：G-protein coupled receptor 一种与三聚体G蛋白偶联的细胞表面受体。含有7个穿膜区，是迄今发现的最大的受体超家族，其成员有1000多个。与配体结合后通过激活所偶联的G蛋白，启动不同的信号转导通路并导致各种生物效应。 G蛋白偶联型受体是具有七个跨膜螺旋的受体，在结构上面它包括七个跨膜区段，它们与配体结合后，通过与受体偶联的G蛋白的介导，使第二信使物质增多或减少，转而改变膜上的离子通道，引起膜电位发生变化。其作用比离子通道型受体缓慢，这类受体与G蛋白之间的偶联关系也颇
26、为复杂；一种受体可以和多种G蛋白偶联，激活多种效应系统；也可同时和几种受体偶联或几种G蛋白与一种效应系统联系而使来自不同受体的信息集中于同一效应系统。由G蛋白耦联受体所介导的细胞信号通路主要包括：cAMP信号通路和磷脂酰肌醇信号通路。 （一）cAMP信号途径 在cAMP信号途径中，细胞外信号与相应受体结合，调节腺苷酸环化酶活性，通过第二信使cAMP水平的变化，将细胞外信号转变为细胞内信号。 1、cAMP信号的组分 .激活型激素受体（Rs）或抑制型激素受体（Ri）； .活化型调节蛋白（Gs）或抑制型调节蛋白（Gi）； .腺苷酸环化酶（Adenylyl cyclase）：是相对分子量为150KD的
27、糖蛋白，跨膜12次。在Mg2+或Mn2+的存在下，腺苷酸环化酶催化ATP生成cAMP。 .蛋白激酶A（Protein Kinase A，PKA）：由两个催化亚基和两个调节亚基组成，在没有cAMP时，以钝化复合体形式存在。cAMP与调节亚基结合，改变调节亚基构象，使调节亚基和催化亚基解离，释放出催化亚基。活化的蛋白激酶A催化亚基可使细胞内某些蛋白的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化，于是改变这些蛋白的活性，进一步影响到相关基因的表达。 .环腺苷酸磷酸二酯酶（cAMP phosphodiesterase）：可降解cAMP生成5-AMP，起终止信号的作用。 2、Gs调节模型 当细胞没有受到激素刺激，Gs处于非
28、活化态，亚基与GDP结合，此时腺苷酸环化酶没有活性；当激素配体与Rs结合后，导致Rs构象改变，暴露出与Gs结合的位点，使激素-受体复合物与Gs结合，Gs的亚基构象改变，从而排斥GDP，结合GTP而活化，使三聚体Gs蛋白解离出亚基和基复合物，并暴露出亚基与腺苷酸环化酶的结合位点；结合GTP的亚基与腺苷酸环化酶结合，使之活化，并将ATP转化为cAMP。随着GTP的水解亚基恢复原来的构象并导致与腺苷酸环化酶解离，终止腺苷酸环化酶的活化作用。亚基与亚基重新结合，使细胞回复到静止状态。 活化的亚基复合物也可直接激活胞内靶分子，具有传递信号的功能，如心肌细胞中G蛋白耦联受体在结合乙酰胆碱刺激下，活化的亚基
29、复合物能开启质膜上的K+通道，改变心肌细胞的膜电位。此外亚基复合物也能与膜上的效应酶结合，对结合GTP的亚基起协同或拮抗作用。 霍乱毒素能催化ADP核糖基共价结合到Gs的亚基上，致使亚基丧失GTP酶的活性，结果GTP永久结合在Gs的亚基上，使亚基处于持续活化状态，腺苷酸环化酶永久性活化。导致霍乱病患者细胞内Na+和水持续外流，产生严重腹泻而脱水。 该信号途径涉及的反应链可表示为： 激素G蛋白耦联受体G蛋白腺苷酸环化酶cAMP依赖cAMP的蛋白激酶A基因调控蛋白基因转录。 不同细胞对cAMP信号途径的反应速度不同，在肌肉细胞1秒钟之内可启动糖原降解为葡糖1-磷酸（图8-18），而抑制糖原的合成。
30、在某些分泌细胞，需要几个小时，激活的PKA 进入细胞核，将CRE结合蛋白磷酸化，调节相关基因的表达。CRE（cAMP response element ）是DNA上的调节区域。 3、Gi调节模型 Gi对腺苷酸环化酶的抑制作用可通过两个途径：通过亚基与腺苷酸环化酶结合，直接抑制酶的活性；通过亚基复合物与游离Gs的亚基结合，阻断Gs的亚基对腺苷酸环化酶的活化。 百日咳毒素催化Gi的亚基ADP-核糖基化，结果降低了GTP与Gi的亚基结合的水平，使Gi的亚基不能活化，从而阻断了Ri受体对腺苷酸环化酶的抑制作用，但尚不能解释百日咳症状与这种作用机理有关。 （二）磷脂酰肌醇途径 在磷脂酰肌醇信号通路中胞外
31、信号分子与细胞表面G蛋白耦联型受体结合，激活质膜上的磷脂酶C（PLC-），使质膜上4，5-二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2）水解成1，4，5-三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（DG）两个第二信使，胞外信号转换为胞内信号，这一信号系统又称为“双信使系统”（double messenger system）。 IP3与内质网上的IP3配体门钙通道结合，开启钙通道，使胞内Ca2+浓度升高。激活各类依赖钙离子的蛋白。用Ca2+载体离子霉素（ionomycin）处理细胞会产生类似的结果。 DG结合于质膜上，可活化与质膜结合的蛋白激酶C（Protein Kinase C，PKC）。PKC以非活性形式分布于细胞溶质
32、中，当细胞接受刺激，产生IP3，使Ca2+浓度升高，PKC便转位到质膜内表面，被DG活化，PKC可以使蛋白质的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化是不同的细胞产生不同的反应，如细胞分泌、肌肉收缩、细胞增殖和分化等。DG的作用可用佛波醇酯（phorbol ester）模拟。 Ca2+活化各种Ca2+结合蛋白引起细胞反应，钙调素（calmodulin，CaM）由单一肽链构成，具有四个钙离子结合部位。结合钙离子发生构象改变，可激活钙调素依赖性激酶（CaM-Kinase）。细胞对Ca2+的反应取决于细胞内钙结合蛋白和钙调素依赖性激酶的种类。如：在哺乳类脑神经元突触处钙调素依赖性激酶十分丰富，与记忆形成有关。该蛋白发生点突变的小鼠表现出明显的记忆无能。 IP3信号的终止是通过去磷酸化形成IP2，或被磷酸化形成IP4
