La cellule endothéliale contrôle le tonus du muscle lisse sous-jacent en libérant des facteurs de relaxation: oxyde nitrique (NO), prostacycline et facteur hyperpolarisant endothélial (EDHF). Les protéines G couplent un certain nombre de récepteurs des cellules endothéliales à l'activation de la NO synthase. La toxine de pertussis «ADP-ribosyle» sélectivement certaines protéines G (essentiellement Gi). Dans l'artère coronaire de porc, la toxine de pertussis inhibe la libération de NO déclenchée par certains vasodilatateurs d'origine endothéliale (sérotonine, agonistes α2-adrénergiques, leucotriènes, thrombines mais pas tous (bradykinine, adénosine diphosphate). Cela suggère que les protéines Gi et Gp peuvent coupler l'activation des récepteurs à l'augmentation de la concentration endothéliale de Ca²⁺ nécessaire pour stimuler la NO synthase. Dans les artères à endothélium régénéré et dans les cellules endothéliales en culture, la libération de NO sensible à la toxine de pertussis est fortement réduite ou absente, alors que la réponse aux autres agonistes endothéliaux est normale. A en juger par les expériences avec des cellules endothéliales en culture, l'inhibition de la libération de NO sous contrôle des protéines G sensibles à la toxine de pertussis est due à une dysfonction plutôt qu'à une réduction de la présence des protéines Gi ou à une moindre sensibilité des récepteurs membranaires. L'inhibition sélective des protéines Gi dans les cellules endothéliales régénérées prédispose la paroi du vaisseau sanguin au vasospasme et au début du processus athérosclérotique.