蛋白质的合成与分泌依赖核糖体、内质网和高尔基体的协同作用，这三个细胞器分别负责翻译、加工修饰和分泌蛋白质。核糖体将氨基酸组装成多肽链，内质网进行折叠与初步糖基化，高尔基体完成最终加工并分拣至目标位置。
1. 核糖体是蛋白质合成的核心场所，分为游离核糖体和附着核糖体。游离核糖体合成胞内蛋白，附着于粗面内质网的核糖体则合成分泌蛋白或膜蛋白。mRNA在此被翻译为多肽链，需tRNA运输氨基酸并提供能量。
2. 粗面内质网对新生肽链进行关键修饰。其腔内的分子伴侣帮助蛋白质正确折叠，二硫键异构酶催化二硫键形成。初步糖基化通过寡糖转移酶完成，N-连接糖基化由此起始。错误折叠的蛋白质会被内质网相关降解途径清除。
3. 高尔基体负责蛋白质的终末加工与分选。其顺面膜囊接收内质网转运的蛋白质，中间膜囊进行O-连接糖基化或硫酸化修饰，反面膜囊通过分选信号将蛋白质包装至溶酶体、细胞膜或分泌小泡。分泌蛋白通过胞吐作用释放到细胞外。
线粒体提供ATP支持整个过程，运输小泡依赖微管网络定向移动。该通路异常会导致囊性纤维化、阿尔茨海默病等疾病。定期体检可早期发现相关代谢紊乱，保持均衡饮食有助于维持细胞器功能。
