腺苷酸环化酶（adenylate cyclase，AC）一般由GPCR通过G蛋白激活，例如肾上腺素的作用过程。此途径中的G蛋白为激动型G蛋白（Gs），是异源三聚体，包括α、β、γ三个不同亚基。无激素刺激时α亚基（Gα）与GDP结合，呈无活性状态。当GPCR与激素结合后，诱导Gα-GDP与GTP交换，成为活性状态的Gα-GTP ，并与Gβγ分离。Gα结合并激活邻近的腺苷酸环化酶，后者催化ATP合成cAMP。

GPCR与G蛋白

然后GTP水解为GDP，α亚基恢复原来构象并与腺苷酸环化酶解离。腺苷酸环化酶失去活性，α亚基则与βγ 亚基重新结合，准备下一次反应。

G蛋白激活腺苷酸环化酶

cAMP是一种作用广泛的第二信使，下游可以与多种cAMP传感器结合而引起不同的生理效应。在哺乳动物中，已知至少五个cAMP效应蛋白家族：经典的蛋白激酶A（PKA），环核苷酸调节的离子通道（CNG和HCN），由cAMP直接激活的交换蛋白（EPAC），大力水手蛋白（POPDC）以及参与精子功能的环核苷酸受体（CRIS）（Physiol Rev. 2018 Apr 1; 98(2): 919–1053.）。

cAMP可以与多种下游传感器结合，引自Physiol Rev. 2018 Apr 1; 98(2): 919–1053.

肾上腺素可以通过经典的蛋白激酶A途径起作用。PKA的全酶由两个催化亚基和两个调节亚基组成，是无活性形式。cAMP可以与调节亚基结合，使其变构并释放出有活性的催化亚基。活化的催化亚基进一步催化下游的糖原磷酸化酶激酶（GPK）磷酸化，活化的GPK再催化糖原磷酸化酶（GP）磷酸化，由活化的GP催化肝糖原水解，升高血糖。

PKA的激活

肾上腺素的作用并不仅仅是促进糖原分解。活化的PKA还通过磷酸化糖原合成酶抑制糖原合成，对脂代谢、线粒体产热、基因表达调控等过程都有影响。而且，cAMP的下游不仅是PKA，肾上腺素的靶细胞也有多种，所以激素的作用是多方面的。这些不同方面的作用协同起来，使机体能够适应不同的环境需求。例如，在寒冷刺激下，肾上腺素会促进脂肪细胞的棕色化，增加热量消耗，可以作为一种很有潜力的减脂方法。

PKA介导寒冷诱导的棕色化返回搜狐，查看更多