而，到达突触后膜后，神经递质也要依靠细胞膜的信息传递功能来发挥作用。磷脂双分子层依靠附着其上的膜蛋白而参与信息传递。膜蛋白是一类非常广泛且重要的生物分子——据估计，人类蛋白质组中可能有多达三分之一的膜蛋白。这些蛋白质中，一些附在细胞膜的表面，例如CD59蛋白，它使细胞被识别为“自身”，从而防止其被免疫系统破坏。HIV能逃避人的免疫系统，部分是依靠从宿主细胞膜中转移这类蛋白质到其自身表面；此外，还有一些膜蛋白贯穿双分子层，并用于将信息从一侧传递到另一侧。这类蛋白质中最常见的是G蛋白偶联受体（GPCR）。细