甲状腺球蛋白是由甲状腺滤泡上皮细胞合成和分泌的一种糖蛋白。它是甲状腺激素合成的载体和模板。在甲状腺滤泡上皮细胞内合成后,甲状腺球蛋白被分泌到滤泡腔中。在滤泡腔内,已经被活化的碘与甲状腺球蛋白分子上的酪氨酸残基发生碘化反应。首先,一个碘原子与酪氨酸结合生成一碘酪氨酸(MIT),然后再加上一个碘原子则形成二碘酪氨酸(DIT)。之后,在过氧化物酶的作用下,两个分子的 DIT 偶联形成四碘甲腺原氨酸,即甲状腺素(T4);一个分子的 MIT 和一个分子的 DIT 偶联形成三碘甲腺原氨酸(T3)。T3 和 T4 都是以甲状腺球蛋白的形式储存在滤泡腔内的胶质中。当机体需要甲状腺激素时,甲状腺球蛋白被重新摄入到滤泡上皮细胞内,经过溶酶体的作用水解,释放出 T3 和 T4 进入血液循环,发挥其调节机体代谢、生长发育等重要生理功能。