【正确答案】1969年Sutherland等提出激素作用的第二信使学说模型：胞外化学物质(第一信使)不能进入胞内它作用于细胞表面，专一受体而导致细胞内产生第二信使，从而激发一系列的生化反应，最后产生一定生理效应，第二信使的降解使其信号作用停止。Sutherland等对cAMP进行了研究，阐明了其功能并提出第二信使荣获1971年诺贝尔奖。
   cAMP信号系统的组成：①激活型受体(stimulate receptor，Rs)与活化型调节蛋白(Gs)由激活型的信号作用于激活型的受体(如肾上腺素β型受体、胰高血糖素受体等)，经激活型的G蛋白去激活腺苷酸环化酶，从而提高cAMP的浓度引起细胞的反应；②抑制型受体(inhibite receptor，Ri)与抑制型调节蛋白(Gi)；通过抑制型的信号分子作用于抑制型的受体(肾上腺素α₂型受体、乙酰胆碱M型受体)，经抑制型的G蛋白去抑制腺苷酸环化酶的活性，从而抑制cAMP的产生引起细胞的反应；③腺苷酸环化酶，是相对分子质量为150KDa的糖蛋白，跨膜12次。在Mg²⁺或Mn²⁺的存在下，腺苷酸环化酶催化ATP生成cAMP；④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，改变这些蛋白的活性，进一步影响到相关基因的表达；⑤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，该酶活性受Ca和钙调素的调节。
   cAMP信号途径有两种调节模型：
   (1)Gs调节模型：当细胞没有受到激素刺激，Gs处于非活化态，α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α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α亚基和β、γ亚基复合物，并暴露出α亚基与腺苷酸环化酶的结合位点；结合GTP的α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α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。α亚基与β、γ亚基重新结合，使细胞回复到静止状态。活化的β、γ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蛋白偶联受体在结合乙酰胆碱刺激下，活化的β、γ亚基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β、γ亚基复合物也能与膜上的效应酶结合，对结合GTP的α亚基起协同或拮抗作用。该信号途径涉及的反应链可表示为：激素→G蛋白偶联受体→G蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP→依赖cAMFP的蛋白激酶A→基因调控蛋白→基因转录。
   (2)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：①通过α亚基与腺苷酸环化酶结合，直接抑制酶的活性；②通过β、γ亚基复合物与游离Gs的α亚基结合，阻断Gs的α亚基对腺苷酸环化酶的活化。百日咳毒素催化Gi的α亚基ADP-核糖基化，结果降低了GTP与Gi的α亚基结合的水平，使Gi的α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制有关。