La Maturation de protéines et la modulation de leurs fonctions  regroupe toute les notions de base de biochimie, la biologie moléculaire et la physiologie des grandes fonctions. Elle englobe notamment  plusieurs d’investigations qui permettent d’obtenir une vision globale et intégrée des processus biologiques par l’étude globale des protéines d’une cellule, une identification des protéines exprimées, l’élucidation de leur fonction et de leur localisation et l’étude des modifications post- traductionnelles.  

Il a été rapporté qu’une cellule de mammifères contient 10 000 protéines. La moitié de ces protéines sont cytosoliques, l’autre est soit enchâssée dans des membranes cellulaires (récepteurs aux hormones) soit adressée à un compartiment cellulaire (ARN / ADN polymérase vers le noyau). Deux types de mécanismes pour ce tri: Adressage à des organites après traduction (mitochondrie, plastes, péroxysome) et adressage au RE en début de traduction. Les protéines adressées à ce compartiment ont plusieurs devenir : rester dans le RE ou Golgi, lysosomes, excrétion, ces protéines peuvent aussi être membranaires et atteindre ainsi la membrane plasmique.

Toutes les protéines produites par une cellule amorcent leur synthèse dans le cytosol. Les protéines destinées à un compartiment particulier (noyau, mitochondrie, peroxisome, voie de sécrétion) doivent rapidement être reconnues afin d’être adressées à leur destination finale. Cette reconnaissance se fait via une structure particulière, la séquence d’adressage, une petite séquence peptidique généralement située à l’extrémité N-terminale de la protéine, spécifique de la destination de la protéine. La plupart des protéines sécrétées, les protéines membranaires ou résidentes de la voie de sécrétion transitent toutes par la voie de sécrétion dont le premier compartiment est le RE. L’adressage des protéines au RE est médiée par une séquence d’adressage avec des propriétés biophysiques et biochimiques bien particulières, appelée peptide signal.

Une fois les protéines spécifiquement adressées au RE, elles doivent entrer dans la lumière du RE (où être intégrées à la membrane du RE pour les protéines membranaires). Ce mécanisme d’entrée dit de translocation peut se faire selon deux processus : i) les protéines pénètrent dans le RE au fur et à mesure de leur synthèse via des ribosomes liés à la membrane du RE, on parle de translocation co-traductionnelle, ii) les protéines entrent dans le RE une fois que leur synthèse est achevée on parle alors de translocation post-traductionnelle. Tandis que les deux modes sont couramment utilisés chez la levure, la plupart des protéines entrent de manière co-traductionnelle chez les mammifères.