Proteiner är cellulära arbetshästar. Som enzymer katalyserar de biokemiska reaktioner. Proteiner fungerar också som receptorer som binder till andra ämnen och kontrollerar cellaktiviteten. Som en del av ett hormon kan proteiner initiera eller undertrycka stora cellulära aktiviteter, såsom utsöndring. En cell använder fosforylering som en växel för att aktivera eller stänga av proteinaktivitet.
Fosfater och proteiner

Proteiner är molekyler med en aminosyraskelett och vanligtvis en eller flera sidogrupper. De elektriska krafterna på proteinets atomer ger det en tredimensionell form eller konformation, som kan inkludera komplexa veck och ringar. Fosforylering är en kemisk reaktion som tillför en fosfatgrupp bestående av en fosforatom och fyra syreatomer till en organisk molekyl såsom ett protein. Fosfat har en negativ elektrisk laddning. Fosforylering förändrar ett proteins konformation. Processen är vanligtvis reversibel; ett protein kan fosforyleras eller defosforyleras, analogt med att vända en datorbit mellan noll och en.
Mekanism

Endast ett fåtal aminosyror kan acceptera en fosfatgrupp. Den starka negativa laddningen på en fosfatgrupp förändrar hur ett protein formas och hur det interagerar med vatten. Ett protein som normalt inte interagerar med vatten blir hydrofilt, vattenvänligt när det är fosforylerat. Denna förändring resulterar i ändringar av ett proteins fysiska och biokemiska egenskaper. Ett kinas är en typ av enzym som överför ett fosfat från en högenergimolekyl till en annan substans, till exempel ett protein. Forskare har identifierat hundratals kinaser som överför fosfater till specifika proteiner.
Enzymaktivitet

Den konformationella förändringen till ett enzym orsakat av tillsats av en eller flera fosfatgrupper kan aktivera eller hämma enzymet. Till exempel förändrar fosforylering av enzymet glykogensyntetas enzymets form och minskar dess aktivitet. Enzymet katalyserar omvandlingen av det lilla sockret, glukos, till den långkedjade stärkelseglykogenen. Det fosforylerande medlet är glykogensyntetas-kinas 3 eller GSK-3, vilket kan lägga till en fosfatgrupp till aminosyrorna serin och treonin. I det här exemplet lägger GSK-3 fosfatgrupper till de tre sista serinaminosyrorna i glykogensyntetas, vilket gör det svårt för enzymet att interagera med glukos.
Receptorer

Receptorer är proteiner i en cell som svarar "to signals from outside the cell.", 3, [[Fosforylering kan hämma eller aktivera receptorer. Till exempel är östrogenreceptor alfa, eller ERA, ett protein som aktiveras när hormonet östrogen kommer in i cellen. ERA är en transkriptionsfaktor - aktiverad ERA kan binda till DNA, eller deoxiribonukleinsyra, i kromosomer och påverka om specifika gener kommer att uttryckas som proteiner. ERA kan emellertid endast binda till DNA om det först fosforyleras. När ERA har aktiverats och fosforylerats kan det förbättra DNA-transkription och därmed stimulera produktionen av vissa proteiner.