A proteína Gq é responsável pela ativação da enzima fosfolipase C, que similarmente à adenilato ciclase (AMPc), participa da formação de segundos mensageiros. Após ser ativada ela é responsável por degradar o fosfatidil inositol 4,5 bifosfato (PIP2), que está presente na membrana, em 1,4,5 trifosfato de inositol (IP3) e 1,2 diacilglicerol (DAG). Ambos serão os segundos mensageiros envolvidos nas respostas fisiológicas mediadas pela proteína Gq.
O IP 3, cuja composição estrutural é hidrossolúvel, migra pelo citosol se ligando a receptores específicos de IP3 no retículo endoplasmático e mitocôndrias; dessa forma, promove a liberação do íon Ca+2 no citosol e aumenta a concentração desse íon bruscamente (até cerca de 10-6 M). O Ca2+ funciona como um terceiro mensageiro desencadeando outras respostas intracelulares, como, por exemplo: a exocitose em neurônios e nas células endócrinas, contração muscular e rearranjos do citoesqueleto durante os movimentos ameboides.
O DAG, presente na membrana plasmática da célula graças a sua estrutura hidrofóbica, possui a função de ativar a proteína cinase C (PKC), uma enzima ligada à membrana plasmática que promove a fosforilação de radicais em diversas proteínas intracelulares.