Zellmembranen enthalten Proteine, die den Stoffaustausch regulieren sowie Proteine, die Signale aus der Umgebung empfangen und in das Zellinnere weitervermitteln. Gemeinsames Merkmal dieser (Glyko-)Proteine sind neben einer extrazellulären Bindungsstelle für Signalmoleküle (oder einem Spannungssensor) Membran-durchquerende Proteinketten.
Alle Mitglieder lassen sich den Membranrezeptoren zuordnen, woraus die folgende Einteilung resultiert:
- Rezeptor-Tyrosinkinasen (RTK), die eine C-terminale Kinasedomäne besitzen. Zu ihnen gehören z.B. Wachstumsfaktoren und Insulin.
- 7-Transmembranhelix-Rezeptoren (z.B. G-Protein-gekoppelte Rezeptoren), deren gemeinsames Merkmal die 7-Helix-Bündelstruktur ist. Zu ihnen gehören neben den Lichtrezeptoren (Rhodopsin) und Geruchsrezeptoren auch Rezeptoren für zahlreiche Hormone und Neurotransmitter.
- Ionenkanäle, die über einen Ionenein- oder Ausstrom Signaltransduktionsvorgänge steuern.