第二信使学说是描述细胞信号转导机制的一种学说。该学说认为，胞外化学物质（第一信使）作用于细胞表面专一受体，通过G蛋白等激活膜结合酶，导致产生胞内第二信使 。
第二信使将获得的信息增强、分化、整合并传递给效应器以发挥特定生理功能。已知的第二信使包括环磷腺苷(cAMP)、环磷鸟苷(cGMP)、肌醇磷脂、钙离子等 。例如，肌醇1,4,5-三磷酸酯(IP3)和肌醇1,3,4,5-四磷酸酯(IP4)被提出作为钙离子调控的第二信使 。
该学说由美国科学家E.W.萨瑟兰首先提出 。1957年，萨瑟兰和西奥多·拉尔在研究肾上腺素促进糖原分解机制时发现了cAMP。萨瑟兰在此基础上提出第二信使假说，并因这一贡献获得1971年诺贝尔生理学或医学奖 。cAMP是第一个被发现的第二信使 ，cGMP于1963年被发现 。
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