细胞内蛋白的变构可以归因于细胞内或细胞外的各种不良刺激（氧化应激、紫外线损伤、毒性化合物）。在其它情况下，基因突变所产生的蛋白不能够正确折叠或者易于聚集。变构蛋白易首先形成被分子伴侣所识别的复合结构（寡聚体和纤维）。分子伴侣可以通过促进变构蛋白的正确折叠而阻止蛋白的聚集 )。当变构蛋白超过一定限度或细胞无能力再折叠时，再折叠就不再是一种选择。

    在此阶段，分子伴侣将促进蛋白的清除而不是修复，并转运变构蛋白的产物到蛋白水解系统，即UPS和自噬，进行降解。分子伴侣和蛋白酶存在于各类细胞中并起着重要作用，而且它们直接负责蛋白质免于变构。这种功能障碍是蛋白构象疾病形成的基础。

    变构蛋白的量与质量监控系统处理能力之间的失衡是导致变构产物在细胞内积聚的原因。尽管它们对细胞所产生毒性的机制仍存在争议，但最具毒性的是蛋白的复合结构，如寡聚体和原纤维。如果质量控制系统出现缺陷，作为阻止毒性的最后一步，细胞往往形成蛋白聚集体而不是原纤维或寡聚体。聚集体也并不是完全无害的，因为它们干扰正常细胞内的转运，变成仍有功能蛋白的储存库，并且这些蛋白通常被截留在聚集体内。蛋白水解系统通常会很快调节以适应细胞内变构成分浓度的变化。然而，在相对较短的时间内，在损伤严重的情况下，蛋白水解系统就会出现障碍并导致聚集体的积聚。在大多数情况下，细胞最终能够克服这个问题。但更有害的是起初的质量控制系统障碍造成细胞的失衡，因为这通常会导致不可避免的细胞损伤和死亡。 

   毒性蛋白产物或蛋白聚集体的积聚会因受损细胞的不同而产生不同的结果。在分裂比较快的细胞，如结缔组织细胞，聚集体会分散到母细胞和子细胞，起着分散聚集体的作用。然而，在有丝分裂后的组织（在这些组织中无细胞分裂），如脑，细胞内毒性蛋白产物的持续存在导致细胞死亡。丢失的神经元不会再恢复，这种进行性的神经元丢失会最终导致症状的出现。神经元的这种特性是为什么更具毒性的蛋白构象疾病通常会影响中枢神经系统的主要原因。