粗面内质网参与蛋白质的修饰与加工
粗面内质网由于附着有核糖体，因此，它的主要功能与核糖体的作用相关，主要参与蛋白质的生物合成、修饰与加工、蛋白质转运等。在粗面内质网上合成的蛋白质，通常会运输到高尔基复合体进行进一步加工、修饰和转运到细胞内的相应功能部位。因此，一些向细胞外分泌的蛋白质、膜嵌蛋白及溶酶体的酶等蛋白均在粗面内质网合成。
（一）蛋白质的合成
大多数进入内质网的蛋白质在多肽链尚未完全合成之前就穿越内质网膜，这就要求合成蛋白质的核糖体附着在内质网上。关于核糖体附着在内质网上的机制，研究得比较深入的是1975年（Bloble）提出的信号假说（signal hypothesis）。该假说认为：①游离核糖体首先由mRNA上特定的信号密码翻译合成一段含15～30个疏水氨基酸组成的短肽——信号肽（signal peptide）；②在细胞基质中存在着信号识别颗粒（signal recognition particle，SRP），SRP既能识别露出核糖体之外的信号肽，又能识别粗面内质网膜上的SRP受体。SRP能识别信号肽并与之结合，此时SRP占据了核糖体的A位，阻止了携带氨基酸的tRNA进入核糖体，使蛋白质合成暂时停止；③SRP与内质网表面的SRP受体结合；④SRP与其受体结合后，核糖体与贯穿内质网膜的通道蛋白移位子（translocator）结合，移位子通道开放，信号肽引导新生肽链穿过，同时SRP与其受体解离；⑤新生肽链的合成继续进行，并通过通道蛋白移位子进入内质网腔，内质网腔中的信号肽酶切除信号肽。一旦蛋白质的羧基端通过内质网膜，蛋白质便释放入内质网腔。（图1-5-3）
图1-5-3 信号假说示意图
（a）示意图；（b）SRP结构
（二）蛋白质的修饰与加工(https://www.daowen.com)
新生的多肽链进入内质网腔之后，要经过各种不同的修饰、蛋白质折叠和多亚基的装配等加工之后，才能运输到其他的部位。
1.蛋白质糖基化 蛋白质的糖基化（glycosylation）是指单糖或寡糖与蛋白质共价结合形成糖蛋白的过程。粗面内质网上合成的蛋白质大多需要进行糖基化，形成糖蛋白。新合成的蛋白质在酶的催化下，在肽链特定的糖基化位点连接上寡糖链，形成糖蛋白，使蛋白质能抵抗消化酶的作用、赋予蛋白质传导信号的功能、蛋白质能正确折叠。寡糖链一般连接在4种氨基酸上，分为两类：一类是N-连接的糖基化（N-linked glycosylation），寡糖与天冬酰胺残基的NH2连接，与天冬酰胺直接结合的糖都是N-乙酰葡糖胺。它起始于内质网，再转移至高尔基体完成；另一类是O-连接的糖基化（O-linked glycosylation），寡糖与蛋白质的丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸（或胶原纤维中的羟脯胺酸与羟赖氨酸）残基侧链上的OH连接，与靶蛋白直接结合的糖是N-乙酰半乳糖。O-连接的糖基化主要在高尔基体中进行。
2.新生多肽链的折叠与组装 内质网中有一种蛋白二硫键异构酶（protein disulfide isomerase，PDI），它附着在内质网膜腔面上，催化半胱氨酸上游离巯基（SH）形成二硫键（S—S）并产生正确折叠的构象。
内质网中还有一种属于Hsp70家族成员的分子伴侣Bip（binding protein），它能识别没有正确折叠的蛋白质以及没有完成最后寡聚体组装的蛋白质亚基，依靠与这些多肽链暴露出的氨基酸序列反应（正常折叠情况下不外露），防止这些蛋白质凝聚，并帮助它们正确折叠或组装。一旦这些蛋白质形成正确构象或完成装配，便与Bip分离，进入高尔基体。
（三）蛋白质的转运
由附着核糖体合成的蛋白质，在粗面内质网腔中完成糖基化，并且正确折叠、装配的蛋白质胞内运输主要有两条途径：第一条途径是以运输泡的形式进入高尔基体，在高尔基体中进一步修饰、加工后以分泌颗粒的形式被胞吐到细胞外，这是分泌蛋白最常见的分泌形式。第二条途径是含有分泌蛋白的膜泡从内质网上脱落下来形成浓缩泡，通过胞吐作用分泌出胞外。这条途径仅见于某些哺乳动物的胰腺外分泌细胞。上述两种途径的共同点是所有分泌蛋白的胞内运输过程都是以膜泡形式与细胞质基质隔离而进行转运的。