分泌蛋白在内质网（ER）内合成
在真核细胞中，内质网是最大的膜状结构的细胞器，其表面积可以是质膜面积的几倍。大部分的内质网与核糖体相结合形成糙面内质网，在糙面内质网上的核糖体是膜蛋白和分泌蛋白合成的地方，也是蛋白质分泌途径的起点 。多肽经移位后，在内质网的小腔中被修饰，通过短时间的加工后，分泌蛋白形成被膜包裹的小泡，转运到高尔基体，然后再转运到细胞表面或溶酶体。
1、蛋白质的修饰与加工
这些修饰包括糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等，其中最主要的是糖基化，几乎所有内质网上合成的蛋白质最终被糖基化。糖基化的作用是： ①使蛋白质能够抵抗消化酶的作用；②赋予蛋白质传导信号的功能；③某些蛋白只有在糖基化之后才能正确折叠。
糖基化有两种类型：（1）糖蛋白是由寡糖连接在Asp的氨基的形成的，连接的链叫N-糖苷键。（2）寡糖连接在Ser、Thr或羟基-lys的羟基上（O-糖苷键）。N-糖苷键是在ER开始，而在高尔基体中进一步完成；O-糖苷键的形成仅发生在高尔基体中。
N-糖基化可分为3步，各种N-连接的寡糖都是在ER中开始加上的，途径也相同。一个寡糖含有2个N-乙酰-糖胺，9个苷露糖和3个葡萄糖，在一种特异的脂一多萜醇上形成，多萜醇磷酸酯即是携带糖的载体。多萜醇是一种高度疏水的酯，位于ER膜中，其活性基团面向着ER腔，寡糖是由单个的糖连接而构成，它通过焦磷酸和多萜醇连接。寡糖作为一个单位在与膜结合的糖基转移酶的作用下从多萜醇上转移到靶蛋白上。酶的活性位点也是露在ER腔中。受体基团是位于Asn-X-Ser或Asn-X-Thr（X是除Pro以外的任何氨基酸）中的Asn，当新生肽进入ER时，它一旦被识别后立即作为靶顺序暴露在腔中。有些寡糖的修整是在ER中进行，修整后再进入高尔基体。寡糖结构完成是分为两类，一类在转运到ER时，另一类是在越膜转运到高尔基体。究竟属于何种类型这要取决于苷露糖。苷露糖只是在ER中加上，随后可能还要被修整。在ER中被切去的单糖的数目是不同的。ER中的苷露糖苷酶很快地附着到第一个苷露糖上，附着下三个较慢。
高甘露糖寡聚糖含有的残基是在ER中加上的。寡糖加上后几乎立即又从蛋白上被切掉。3个葡萄糖残基被ER中的葡萄糖苷酶切除掉，ER中的甘露糖苷酶再从蛋白上切下2-4个甘露糖，在ER中产生3寡糖的最终结构。
2、新生肽链的折叠、组装，运输
在ER腔中折选和修饰是有关的，糖的连接对于正确的折叠是十分必要的。蛋白二硫异构酶可以改变二硫键，影响到折叠，它和特殊的ER蛋白的结合是必须的，此酶的某些活性或全部的活性可能是酶作为ER中的一种复合体的形式来实现的。即在越膜位点和蛋白结合才能发挥它的功能。
多肽经过内质网的加工、修饰、折叠后被膜包裹形成小泡转运到高尔基体在高尔基体进行进一步的加工。