Veel receptorbindende liganden zijn hydrofiel. Ze passeren het celmembraan niet en moeten daarom gebruik maken van een second messenger die zich binnenin de cel bevindt. Er zijn verschillende secundaire messengerroutes die allemaal hun eigen manier hebben om informatie door te geven. G-proteïne gekoppelde receptoren kunnen zowel fosfoinositol als cyclische AMP (cAMP) second messenger routes activeren. Het fosfoinositolpad is actief wanneer de receptor fosfolipase C induceert om het fosfolipide, fosfatidylinositolbifosfaat (PIP 2 ), te hydrolyseren tot twee second messengers: diacylglycerol (DAG) en inositoltrifosfaat (IP 3 ). DAG blijft in de buurt van het celmembraan en activeert proteïnekinase C (PKC). IP 3 verplaatst zich naar het endoplasmatisch reticulum (ER) en dient als ligand voor calciumionkanalen op het ER-membraan, hierdoor openen de kanalen en calcium kan het cytoplasma instromen.
De geactiveerde receptor in de cAMP-route stuurt adenylaatcyclase aan om meerdere kopieën van cAMP uit nabijgelegen adenosinetrifosfaat (ATP) moleculen te produceren. cAMP kan proteïnekinase A (PKA) stimuleren, calciumionenkanalen openen en het enzym – Exchange-proteïne geactiveerd door cAMP (Epac) initiëren.
Cyclisch guanosinemonofosfaat (cGMP) is vergelijkbaar met cAMP. cGMP wordt gesynthetiseerd uit guanosinetrifosfaat (GTP) -moleculen wanneer guanylylcyclase wordt geactiveerd. cGMP induceert proteïnekinase G (PKG) als second messenger. PKG heeft veel overlappende functies met PKA, maar PKG-expressie is beperkt tot vasculaire weefsels, longen en de hersenen.
Fosfatidylinositoltrifosfaat (PIP 3 ) is een second messenger afgeleid van de fosforylering van PIP 2 . Deze omzetting vindt plaats wanneer groeifactoren aan de receptortyrosinekinase (RTK) -receptor worden gebonden. PIP 3 zorgt ervoor dat Akt (ook bekend als proteïnekinase B) naar het membraan wordt vervoerd. Deze kinase is nauw betrokken bij het reguleren van de overlevingsroutes van cellen, waaronder proliferatie, apoptose en migratie.
