Alfred Gilman studerade cellernas G-proteiner, vilka upptäcktes av biokemisten Martin Rodbell. G-proteinerna finns, hos människan liksom hos djur, i alla cellers yttermembraner. De fungerar som en länk mellan cellytans receptorer, som tar emot biokemiska signaler från cellens omgivning, och de enheter (enzymer och jonkanaler) som förmedlar signalerna till cellens inre.