Simone腺苷酸环化酶(adenylate cyclase, AC)是膜整合蛋白,它的氨基端和羧基端都朝向细胞质。AC在细胞膜内由两个膜整合区,每个膜整合区分别有6个跨膜的α螺旋。在细胞膜内部细胞质面有两个催化结构域，催化结构域中有2个保守序列C1a，C2a，这两个区域主要负责AC的活性。多细胞动物各种以cAMP为第二信使的信号通路，主要是通过cAMP激活的蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）所介导的。无活性的PKA是由2个调节亚基（R）和2个催化亚基（C）组成的四聚体，在每个R亚基上有2个cAMP的结合位点，cAMP与R亚基结合是以协同方式发生的，即第一个cAMP的结合会降低第二个cAMP结合的解离常数，因此细胞内cAMP水平的很小的变化就能导致PKA释放C亚基并快速使激酶活化。
以cAMP为第二信使的信号通路的主要效应是通过活化cAMP依赖的PKA使下游靶蛋白磷酸化，从而影响细胞代谢和细胞行为，这是细胞快速应答胞外信号的过程。此外，还有一类细胞缓慢应答胞外信号的过程，就是cAMP信号通路对细胞基因表达的影响 。
