Questo capitolo discute il meccanismo molecolare che dirige la fosforilazione delle proteine e il ruolo cruciale della fosforilazione delle proteine nella regolazione delle funzioni cellulari e neuronali. La fosforilazione delle proteine è la forma più abbondante di regolazione cellulare che organizza essenzialmente tutte le funzioni cellulari, compreso il metabolismo, la proliferazione, la differenziazione, la motilità e la sopravvivenza. Dagli organismi monocellulari primitivi agli organismi multicellulari complessi, questo ruolo regolatore centrale della fosforilazione delle proteine è conservato. Più di un terzo di tutte le proteine eucariotiche sono fosforilate e ogni classe di proteine è regolata dalla fosforilazione. La fosforilazione delle proteine di solito induce cambiamenti conformazionali, influenzando così la funzione della proteina. Sia gli stimoli extra che quelli intracellulari suscitano generalmente modelli complessi di fosforilazione delle proteine per produrre i loro effetti fisiologici. Uno schema generale delle diverse vie attraverso le quali i segnali extracellulari regolano la fosforilazione delle proteine e le funzioni neuronali è anche illustrato nel capitolo insieme alla discussione delle conseguenze del funzionamento improprio del macchinario di fosforilazione e la sua implicazione nei disturbi neurali.