Otros receptores poseen la característica de atravezar la membrana celular por medio de sus 7 dominios transmembranales. Su cadena de aminoácidos culmina con un grupo amino en el exterior (que facilita la unión con el neurotransmisor) y un grupo carboxilo en el interior que permite la unión a la proteína G la cual sirve de enlace entre interacción del receptor con el neurotransmisor y una cascada de enzimas o segundos mensajeros en el interior de la neurona. Los receptores transmembranales son llamados también metabotrópicos por estar implicados en la regulación de varios procesos fisiológicos y patológicos que incluyen la plasticidad sináptica y la fabricación de proteínas indispensables para el funcionamiento y supervivencia celular. El receptor metabotrópico del glutamato (en azul), a diferencia del clásico receptor iónico NMDA, tras la unión al glutamato (en rojo) activa una cascada de segundos mensajeros intraneuronales por su acoplamiento a la proteína G (en verde). La proteína G a su vez, esta compuetsa de 3 subunidades: alfa, beta y gama. Tras la unión del receptor se activa la GTPasa que permite la separación de la subunidad alfa, la cual interactúa con varias enzimas intraneuronales que inician el proceso de transcripción neuronal.