由于它们是在细胞中合成的，因此大多数蛋白质不会自发折叠成其天然构象，而是需要一类称为伴侣的特殊蛋白质来帮助折叠它们。

在原核生物和真核生物中发现的几种分子伴侣中，两个主要家族是热休克蛋白 - hsp70 和 hsp60。

在正确折叠的蛋白质中，疏水斑块埋在内部。

在错误折叠的蛋白质中，疏水斑块暴露出来。不同蛋白质分子上的这种贴片可以相互结合，导致不可逆的蛋白质聚集。

伴侣识别这些暴露的疏水斑块并防止蛋白质聚集，从而促进蛋白质的折叠。

hsp70 机制通常在蛋白质离开核糖体之前起作用，每个 ATP 结合的单体都识别蛋白质表面的一小段疏水性氨基酸。

一组较小的 hsp40 蛋白与该复合物相互作用并触发 ATP 水解。结果，hsp70 的各个部分像颌骨一样聚在一起，将未折叠的蛋白质困在里面。

接下来，ATP 再次结合复合物，诱导 hsp70 解离并释放结合的多肽，使其有机会重新折叠。如果折叠发生得不够快，多肽可能会再次结合，并且重复该过程，直到蛋白质折叠成其天然构象。

或者，可以将完全合成和部分折叠的多肽递送到伴侣蛋白中。

伴侣蛋白是大的桶状蛋白质复合物，为蛋白质折叠提供了一个孤立的腔室，对称桶的一半一次作用于客户蛋白质。

在大肠杆菌中，伴侣蛋白系统称为 GroEL/GroES，而其真核类似物称为 Hsp60。

错误折叠的蛋白质通过与开口暴露表面的疏水相互作用而被捕获。这种初始结合通常有助于展开错误折叠的蛋白质。

一旦蛋白质进入内部，ATP 结合就会用盖子密封腔室。

腔室内部衬有亲水表面，蛋白质可以在其中孤立折叠。

ATP 水解削弱了帽的结合，其他 ATP 分子的结合会弹出帽。

底物蛋白，无论是否折叠，都从腔室中释放出来。