Phosphorylierung, der Zusatz zu einer Phosphatgruppe, ist eine wichtige Veränderung für Zellen um ihre Proteinfunktionen zu regulieren. Wenn eine Phosphatgruppe während einer ATP Hydrolyse entfernt wird, können Enzyme namens Proteinkinasen die kovalente Bindung dieser Gruppe zu bestimmten Aminosäureseitenketten in einem Protein katalysieren. Als Resultat verändert das Protein seine Form, um anderen Proteinen zu erlauben, phosphorylierte Regionen zu binden. Diese Änderungen können die Funktion eines Proteins ändern oder es sogar komplett aktivieren oder deaktivieren. Die Phosphatgruppe kann durch den Einsatz von Proteinphosphatasen entfernt werden, Enzyme, die die Dephosphorylierung von Proteinen katalysieren, was im Prinzip die Reaktion umkehrt. Durch die Regulierung der Phosphorilierung auf diese Art, kann die Aktivität von bestimmten Proteinen umkehrbar an und ausgeschaltet oder modifiziert werden, wie von der wie von der Zelle benötigt.