蛋白质的磷酸化和去磷酸化在细胞信号转导过程中具有级联放大信号的作用。
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蛋白质的磷酸化和去磷酸化分别由蛋白激酶和磷蛋白磷酸酶催化完成。蛋白激酶具有转磷酸基的功能，它能将ATP分子中的γ-磷酸基转移至蛋白质分子中Ser/Thr的羟基上，使ATP转变为ADP，蛋白质则被磷酸化。磷蛋白磷酸酶是一种去磷酸酶，它能将磷酸化蛋白的磷酸基水解下来，使蛋白质转变为去磷酸化状态。