組織蛋白酶都是由無活性的前體酶原(preprocathepsin) 水解而成，其在體內的合成途徑為：首先在核糖體結合膜上以前體酶原的形式合成， 經轉鐵蛋白先進入內質網，然后進入高爾基體， 同時通過糖基化及磷酸化作用形成甘露糖-6 -磷酸蛋白， 最后通過溶酶體上甘露糖-6 -磷酸特異性受體的識別作用，間接轉運到溶酶體中 。
同所有木瓜蛋白酶類半胱氨酸蛋白酶一樣，組織蛋白酶的前體酶原也由信號肽(signal-peptide)、前體肽(propeptide) 和含有成熟蛋白酶活性中心的催化域(catalytic domain)構成。信號肽的長度在10 ～ 20 個氨基酸殘基之間，它負責將核糖體表達的前體酶原蛋白轉運至內質網，在內質網被水解掉后形成只含前體肽和催化域的酶原(procathepsin)。
前體肽氨基酸殘基數差別較大(36 ～ 315 之間)，它占據了酶的活性中心，使酶原沒有催化活性， 并隨之轉運入胞內溶酶體，在溶酶體的酸性條件下自動水解， 去掉前體肽，產生有活性的成熟的組織蛋白酶。