Detta kapitel diskuterar det molekylära maskineriet som styr proteinfosforylering och proteinfosforyleringens avgörande roll i regleringen av cellulära och neuronala funktioner. Proteinfosforylering är den vanligaste formen av cellulär reglering som organiserar i princip alla cellfunktioner, inklusive metabolism, proliferation, differentiering, motilitet och överlevnad. Från primitiva encelliga organismer till komplexa flercelliga organismer är denna centrala reglerande roll för proteinfosforylering bevarad. Mer än en tredjedel av alla eukaryota proteiner fosforyleras och alla typer av proteiner regleras genom fosforylering. Proteinfosforylering leder vanligtvis till konformationsförändringar och påverkar därmed proteinets funktion. Både extra och intracellulära stimuli framkallar i allmänhet komplexa mönster av proteinfosforylering för att ge fysiologiska effekter. Ett allmänt schema över de olika vägar genom vilka extracellulära signaler reglerar proteinfosforylering och neuronala funktioner illustreras också i kapitlet tillsammans med en diskussion om konsekvenserna av en felaktig funktion av fosforyleringsmaskineriet och dess inblandning i neurala störningar.