从mRNA翻译得到的多肽链只有经过加工修饰，并折叠为特定构象才能成为有活性的蛋白质。蛋白质成熟过程中修饰与折叠是相辅相成的，许多修饰具有促进蛋白质折叠的作用，有些修饰则须等待蛋白质折叠完成后进行。蛋白质的翻译后加工类型较多，较复杂，主要有以下几种形式：（一）末端修饰细菌中新合成的肽链中N端第一个氨基酸残基均为甲酰甲硫氨酸，但70%的原核生物蛋白质的加工须去除该氨基酸残基，其余的30%仅去除甲酰基，而保留甲硫氨酸。真核生物中的N端甲硫氨酸全部被切除，且有50%的蛋白质氨基末端氨基酸在翻译后被乙酰化。许多新合成的酶和蛋白质是以酶原或其他无活性的“前体”形式存在。水解掉其中多余的肽段，使之折叠成有活性的酶或蛋白质。另外，典型的分泌蛋白的N端有一个13-35个氨基酸的特殊序列，该序列有助于蛋白质的跨膜运输和定位，成为信号肽。蛋白质经运转和定位后，信号肽即被切除。信号肽的一级结构氨基酸侧链的修饰包括羧化、羟化、甲基化、磷酸化及二硫键的形成等。蛋白质中的稀有氨基酸都是在多肽链合成后经共价修饰形成的。某些含丝氨酸的羟基化酶可通过磷酸化或去磷酸化来调节其活性。一些蛋白质的活性需要共价结合的辅基，它们是肽链离开核糖体后连接上去的。一些真核蛋白质在自发折叠成天然构象时常发生链内2个半胱氨酸间形成二硫键，这种交联能促进形成和保护蛋白质的天然构象。某些肽链在合成过程中或合成后与单糖或寡糖共价结合，形成糖蛋白。这些糖常以N-糖苷键结合在天冬酰胺上，或者以O-糖苷链与丝氨酸或苏氨酸连接。折叠是指具有特定一级结构的蛋白质分子形成正确的三维空间结构的过程。多肽链在核糖体上合成过程中或合成后，通过氢键、范德华力、离子键和疏水作用等，可自发地折叠成具有活性的天然构象。但也有许多蛋白，尤其是一些较大的蛋白分子，需要另外一些因子来帮助它形成正确的三位构象，参与蛋白质体内折叠过程的蛋白质，统称为助折蛋白。助折蛋白主要包括一些帮助新生肽链折叠的酶和分子伴侣。蛋白质二硫键异构酶可以加速形成蛋白质中正确的二硫键，多肽链内或肽链之间二硫键的正确形成对稳定分泌蛋白、膜蛋白等的天然构象十分重要，这一过程主要在细胞内质网进行。二硫键异构酶在内质网腔活性很高，可在较大区段肽链中催化错配二硫键断裂并形成正确二硫键连接，最终使蛋白质形成热力学最稳定的天然构象。（二）肽酰脯酰顺反异构酶分子伴侣是细胞内一类能帮助新生肽链正确组装、成熟，自身却不是终产物分子成分的蛋白质，类似酶，但又无酶的专一性特征。如果蛋白质折叠过程发生障碍，常常可引发疾病。如疯牛病就是一种蛋白粒子病，也称蛋白质构象病。