Dit hoofdstuk bespreekt de moleculaire machinerie die eiwitfosforylering aanstuurt en de cruciale rol van eiwitfosforylering in de regulatie van cellulaire en neuronale functies. Eiwitfosforylatie is de meest voorkomende vorm van cellulaire regulatie die in wezen alle cellulaire functies organiseert, waaronder metabolisme, proliferatie, differentiatie, motiliteit en overleving. Van primitieve eencellige organismen tot complexe meercellige organismen, deze centrale regulerende rol van eiwitfosforylatie is geconserveerd. Meer dan een derde van alle eukaryote proteïnen zijn gefosforyleerd en elke klasse van proteïnen wordt gereguleerd door fosforylatie. Eiwitfosforylering induceert gewoonlijk conformatieveranderingen, waardoor de eiwitfunctie wordt beïnvloed. Zowel extra- als intracellulaire stimuli veroorzaken doorgaans complexe patronen van eiwitfosforylering om hun fysiologische effecten te bewerkstelligen. Een algemeen schema van de diverse paden waarlangs extracellulaire signalen eiwitfosforylatie en neuronale functies reguleren wordt ook geïllustreerd in het hoofdstuk samen met de bespreking van de gevolgen van een slechte werking van de fosforylatie machinerie en de implicatie ervan in neurale aandoeningen.