被用藥最多的受體
在所有藥物中，有相當大一部分作用於G 蛋白偶聯受體（GPCR）家族——這類受體七次穿膜，在內側與一個G 蛋白相連。β受體阻斷劑、鴉片類藥物、抗組織胺藥等都在此發揮作用。因此理解 G 蛋白這個開關，就等於一舉打開了藥理學的一大片領域。
G 蛋白靜臥在細胞膜內側，處於待機狀態，結合著一個名為 GDP 的分子（「關閉」燃料）。當致效劑激活受體時，受體促使 G 蛋白把 GDP 換成 GTP——而 GTP 就是「開啟」狀態。被激活的 G 蛋白隨即脫離，去開啟或關閉它的目標酶或通道。片刻之後，它悄然把 GTP 轉回 GDP，使自己復位。這幾乎就是一個彈簧式開關。
- 靜息時，G 蛋白結合著 GDP，安靜地停靠在受體附近。
- 致效劑結合受體，受體促使 G 蛋白用 GTP 替換 GDP——這就是「開啟」訊號。
- 激活的 G 蛋白脫離，前往其效應酶或通道。
- G 蛋白緩慢地把 GTP 水解回 GDP，使自己關閉，結束訊號。
三大家族，三種性格
並非所有 G 蛋白都做同樣的事。三大家族涵蓋了藥物關注的大部分情形。Gs 激活腺苷酸環化酶，升高訊息物 cAMP——可理解為「加速」。Gi 抑制同一種酶，降低 cAMP——可理解為「減速」。Gq 則走完全不同的路線，激活磷脂酶 C 來釋放動員鈣的訊息物。
同一種化學物質可能朝相反方向起作用，取決於其受體使用哪種 G 蛋白。腎上腺素作用於與 Gs 相連的受體時使心跳加快；作用於他處與 Gi 相連的受體時卻可使其鬆弛。這就是為什麼必須把一種藥物、一種受體亞型與一種 G 蛋白放在一起考慮——也是後續指南分別詳述 cAMP 與鈣兩條分支的原因。