تعد إضافة أو إزالة مجموعات الفوسفات من البروتينات أكثر التعديلات الكيميائية شيوعاً و التي تنظم العمليات الخلوية. يمكن أن تؤثر هذه التعديلات على بنية ونشاط واستقرار وتوطين البروتينات داخل الخلايا بالإضافة إلى تفاعلاتها مع البروتينات الأخرى.
أثناء عملية الفسفرة ، تنقل كينازات البروتين مجموعة الفوسفات الطرفية من الأدينوسين ثلاثي الفوسفات إلى سلاسل جانبية معينة من الأحماض الأمينية من بروتينات الركيزة. سيرين ، ثريونين ، وتيروزين هي الأحماض الأمينية الفسفورية الأكثر شيوعاً. وفقاً لذلك ، يتم تصنيف كينازات البروتين على أنها كينازات سيرين / ثريونين ، أو كينازات التيروزين ، أو كينازات مزدوجة الفعل إذا كان بإمكانها فسفرة جميع الأحماض الأمينية الثلاثة. على العكس من ذلك ، يحفز فوسفاتيز البروتين إزالة مجموعة الفوسفات (نزع الفسفرة) ، واستعادة الخصائص الأصلية للبروتين.
في ظل الظروف الفسيولوجية ، يتم تنظيم الفسفرة وإزالة الفسفرة بإحكام لمنع التغيرات المطولة في بنية البروتين و وظيفته. يمكن أن يؤدي اختلال هذا التوازن إلى أمراض ، بما في ذلك السرطان والاضطرابات التنكسية العصبية المختلفة. على سبيل المثال ، بروتين يسمى تاو مفرط الفسفرة في مرض الزهايمر (AD). من الناحية الفسيولوجية ، ينظم تاو شكل الخلايا العصبية وهيكلها وتطورها. يحتوي بروتين تاو على أكثر من ٨٠ بقايا سيرين وثريونين وتيروزين ، والتي عادةً ما يتم فسفرة جزء بسيط منها. في أدمغة المرضى المصابين بمرض الزهايمر ، يتم فسفرة تاو بشكل غير طبيعي ومفرط. هذا يغير قابلية ذوبان البروتين ، مكوناً تكتلات سامة غير قابلة للذوبان تؤدي إلى موت الخلايا العصبية.
