G蛋白是指能与鸟苷二磷酸结合，具有GTP水解酶活性的一类信号传导蛋白。G蛋白参与的信号转导途径在动植物体中是一种非常保守的跨膜信号转导机制。当细胞转导胞外信号时，首先由不同类型的G蛋白偶联受体(GPCRs)接受细胞外各种配基。然后受体被活化，进一步激活质膜内侧的异三聚体G蛋白，后者再去激活其下游的各种效应器，产生细胞内的第二信使。从而将信号逐级传递下去，调节生物体的生长发育过程。

目前已经发现了154种之多的小G蛋白。这些小G蛋白被分为Ras、Rho、Rab、Arf和Ran等5个家族。小G蛋白存在于从低等的原核生物到人类之间。小G蛋白有着非常重要的生理功能。有15%的人类 tumour 都与小G蛋白的突变有关。各个家族的G蛋白细胞功能分工有所不同。Ras家族的蛋白调控基因表达；Rho家族的蛋白调控细胞骨架运动和基因表达；Rab和Arf家族蛋白调控细胞内小体的转运；Ran家族蛋白调控细胞周期中G1、S和G2期的细胞质转运以及M期的微管的形成。

围绕GPCR和G蛋白的研究的主要问题之一就是：如何能够检测到GPCR或者说G蛋白是否被激活？这是所有研究G蛋白的科学家都面临的一个非常现实的问题。然而，传统的检测手段，例如同位素标记的核苷酸，荧光标记核苷酸，或者分光光度法，要么操作繁琐难度大，要么灵敏度不够，都不尽如人意。

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细胞内信号传导途径中起着重要作用的GTP结合蛋白，由α，β，γ三个不同亚基组成。hormone 与 hormone 受体结合诱导GTP跟G蛋白质结合的GDP进行交换结果激活位于信号传导途径中下游的腺苷酸环化酶。G蛋白质将细胞外的第 / 信使adrenalin 等hormone和细胞内的腺苷酸环化酶催化的腺苷酸环化生成的第二信使cAMP联系起来。G蛋白质具有内源GTP酶活性。