磷酸化(由激酶催化)和去磷酸化(由磷酸酶催化)是控制細胞週期的關鍵。

它們都被用來控制調控途徑自身活性和執行調控途徑決定的底物活性。細胞週期調控途徑由一系列激酶和磷酸酶組成，它們透過將途徑的下一個底物磷酸化和去磷酸化而對外來訊號和檢驗點做出反應。途徑最終顯示的是透過控制M 期激酶(或S 期激酶)的磷酸化狀態決定其活性。M 期激酶的啟用引發M 期的開始，它的失活是離開M 期必須的。這表明M 期激酶調控的活動是可轉換的：細胞重新組織形成有絲分裂紡錘體要求底物磷酸化，返回到細胞間期狀態要求同一底物去磷酸化。M 期激酶作用的靶位是什麼？細胞主要的重新組織發生在有絲分裂中，MPF 誘導有絲分裂的能力說明，M 期激酶直接或間接地引發這些活動。我們在後面討論結構的重新組織，現在要探討M 期激酶對多種蛋白質底物的作用是直接的還是間接的。對其作用有兩種假設的模型: 它可能是磷酸化靶蛋白質的“主調控因子”，靶蛋白輪流作用調控其它必須的功能，一個典型的級聯反應。它可能是一個“工作室”，直接磷酸化執行調控功能或是週期中細胞重新組織所必須的決定性底物。被M 期激酶磷酸化的底物唯一共有的性質是都存在一對Ser-Pro 序列，位於鹼性殘基的側面(最常見的是Ser-Pro-X-Lys 形式)。潛在的底物依賴於體內M 期激酶準備磷酸化底物的能力，這些底物包括H1 組蛋白(可能是染色體凝集的需要)、核纖層蛋白質(可能是核膜溶解的需要)、核仁素(Nucleolin，阻斷核糖體合成)和其它結構性酶活性。這些證據的力度不同，取決於在體內某種迴圈方式中哪個底物被磷酸化，以及M 期激酶是否是實際啟用酶。然而，從多種底物中，M 期激酶似乎直接作用於那些有絲分裂中細胞結構改變涉及的多種蛋白質。確定一個潛在底物在細胞週期中是Cdc2 的有效靶點的標準是什麼呢？在體內相同的位點應被Cdc2 磷酸化，當Cdc2 被啟用時，它就被磷酸化。體內Cdc2 被週期性磷酸化。理想情況下，體內Cdc2 激酶活性的突變可能阻止磷酸化，但目前僅在酵母中是這樣。要做出這樣的結論，磷酸化在細胞週期中是一個明顯的活動，蛋白質的一些功能必須被磷酸基團的存在改變。這可以透過標記的磷酸化氨基酸的突變鑑定沒有磷酸化是否阻止有絲分裂的功能。Cdc2 激酶研究較多的底物是H1 組蛋白(組成染色質主要蛋白質的五種組蛋白質之一，見第19 章)。早就知道H1 在細胞週期中被磷酸化，在S 期加上兩個磷酸基團，有絲分裂時再加上4 個磷酸基團。細胞主要的H1 激酶活性由M 期激酶提供。細胞週期中磷酸化H1 的目的是一個值得思索的問題，因為沒有直接表明它對染色質結構有影響。可能與M 期染色體凝集相關，可能為複製(可能需要解旋)或複製後的結果(為有絲分裂的開始做準備)做準備，這些假設是合理的，但在S 期這些修飾發生的時間尚缺乏瞭解。然而，H1 組蛋白的確是Cdc2 發動的激酶的很好底物，因此H1 激酶活性已成為檢測體內激酶活性的常用方法。例如，這種檢測對釀酒酵母很適用，透過檢測H1 激酶活性評估M 期激酶的週期活性，儘管實際上這種酵母通常不含H1 組蛋白。

1、蛋白質磷酸化是指由蛋白質激酶催化把ATP的磷酸基轉移到底物蛋白質氨基酸殘基（例如蘇氨酸、酪氨酸）上的過程，或者在訊號作用下結合GTP，是生物體內一種普通的調節方式，在細胞訊號轉導的過程中起重要作用。蛋白質磷酸化是調節和控制蛋白質活力和功能的最基本，最普遍，也是最重要的機制。

2、去磷酸化就是磷酸集團被還原成羥基，一般不同結構不同基團產生的功能是不同的！