磷酸化是將磷酸基團加在中間代謝產物上或加在蛋白質（protein）上的過程。其中除去磷酸基團的酶稱為磷酸酶。蛋白質磷酸化可發生在許多種類的氨基酸（蛋白質的主要單位）上，其中以絲氨酸為多，接著是Thr。而酪氨酸則相對較少磷酸化的發生，不過由于經過磷酸化之后的酪氨酸較容易利用抗體來純化，因此酪氨酸的磷酸化作用位置也較廣為了解。
詳情
磷酸基團的添加或除去（去磷酸化）對許多反應起著生物“開/關”作用。磷酸基團的添加或除去能使酶（enzyme）活化或失活，控制諸如細胞分裂這樣的過程。添加磷酸基團的酶稱為激酶（kinases）；除去磷酸基團的酶稱為磷酸酶。
生物方面
磷酸化（英語：Phosphorylation）或稱磷酸化作用，是指在蛋白質或其他類型分子上，加入一個磷酸（PO4）基團，也可定義成“將一個磷酸基團導入一個有機化合物”。此作用在生物化學中占有重要地位。
除了蛋白質以外，部分核苷酸，如三磷酸腺（atp）或三磷酸鳥苷（GTP）的形成，也是經由二磷酸腺苷和二磷酸鳥苷的磷酸化而來，此過程稱為氧化磷酸化。另外在許多糖類的生化反應中（如糖解作用），也有一些步驟存在氧化磷酸化作用。
信號傳導中的作用：
（1）細胞內的信號蛋白主要分為兩大類：一類在蛋白激酶的作用下磷酸化，共價結合ATP所提供的磷酸基團；另一類則在信號作用下結合GTP，通常以GTP取代GDP。
（2）這兩種胞內信號蛋白的共同特征是，在信號達到時通過獲得一個或幾個磷酸集團而被激活，而在信號減弱時能去除這些集團，從而失去活性。在信號中繼網中，某個信號蛋白磷酸化通常造成下游的蛋白依次發生磷酸化，形成磷酸化級聯反應。
（3）蛋白質的磷酸化主要集中在肽鏈中的酪氨酸、絲氨酸、Thr殘基上，這些殘基上具有游離的羥基，且本身不帶電荷，當磷酸化作用后，蛋白質便具有了電荷，從而使結構發生變化，進一步引起蛋白質活性的變化，這也是蛋白質磷酸化的意義所在。
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