เซลล์ทำลายโปรตีนด้วยเหตุผลหลายประการตั้งแต่ปิดการใช้งานหลังการใช้งานไปจนถึงการช่วยในการส่งสัญญาณของเซลล์ กระบวนการนี้เรียกว่าการย่อยสลายโปรตีนหรือโปรตีโอไลซิสเกิดขึ้นภายในเซลล์อย่างต่อเนื่อง ระดับโปรตีนจะต้องอยู่ในระดับที่กำหนดเพื่อให้เซลล์ทำงานได้อย่างถูกต้องดังนั้นเซลล์จึงมีวิธีที่หลากหลายในการย่อยโมเลกุลเหล่านี้
โปรตีนที่แตกต่างกันสลายในอัตราที่แตกต่างกัน โปรตีนโครงสร้างและเอนไซม์มีแนวโน้มที่จะยาวนานกว่าโปรตีนควบคุมและอาจมีครึ่งชีวิตหนึ่งถึงสามวัน ขึ้นอยู่กับโปรตีนที่ใดก็ตามจากโมเลกุลน้อยกว่า 10% ถึง 100% อาจถูกย่อยสลายทุกชั่วโมง
การย่อยสลายโปรตีนต้องการพลังงานในรูปของ adenosine triphosphate (ATP) ATP ถูกใช้โดยเอนไซม์เซลล์พิเศษที่เรียกว่าโปรตีเอสซึ่งมีหน้าที่ในการย่อยโปรตีนให้เป็นกรดอะมิโนที่เป็นส่วนประกอบ เนื่องจากความต้องการพลังงานของการย่อยโปรตีนสิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นแบบสุ่ม สารประกอบบางชนิดสามารถทำเครื่องหมายโปรตีนทำลายได้
สำหรับโปรตีนควบคุมซึ่งมีอยู่เพียง 5 ถึง 120 นาทีก่อนการย่อยสลาย ubiquitin โปรตีนขนาดเล็กมีบทบาท โปรตีนที่มีอายุยืนยาวอาจถูกติดป้ายด้วย ubiquitin เพื่อทำเครื่องหมายทำลายมัน สิ่งนี้เตือนให้เกิดโปรตีเอสที่ซับซ้อนมากขึ้นเรียกว่าโปรตีโอโซมว่าโปรตีนควรถูกทำลาย โปรตีนจะถูกนำเข้ามาภายในและถูกย่อยภายใน proteasome ซึ่งเป็นโครงสร้างที่มีอยู่ทั้งในนิวเคลียสของเซลล์และในร่างกายของเซลล์
โปรตีเอสที่ส่งเสริมการย่อยสลายโปรตีนและประกอบด้วยโปรตีโอโซมไม่ได้ทำในรูปแบบที่ใช้งานอยู่ พวกเขาถูกสร้างขึ้นเป็นโปรตีนล่วงหน้าซึ่งมีขนาดใหญ่กว่า การเปิดใช้งานของโปรตีนเหล่านี้มักจะต้องมีการกำจัดโปรตีนยับยั้งหรือยึดพื้นที่บางอย่างบนโปรตีน
มีเอนไซม์หลายตัวที่สามารถย่อยสลายโปรตีนได้ แต่ละคนแยกพันธะเปปไทด์คาร์บอน - ไนโตรเจนที่มีอยู่ระหว่างกรดอะมิโน ซีรีนโปรตีเอสมีเอ็นไซม์เช่นทริปซินและอีลาสเทสซึ่งใช้กรดอะมิโนที่เหลืออยู่เพื่อโจมตีพันธะเปปไทด์ โปรตีเอสอื่น ๆ ใช้สังกะสี, สารตกค้าง aspartate หรือโมเลกุลอื่น ๆ เพื่อส่งเสริมการทำลายพันธะเปปไทด์
โครงสร้างที่เรียกว่าไลโซโซมยังสามารถย่อยสลายโปรตีนในรูปแบบที่ไม่เฉพาะเจาะจง สิ่งเหล่านี้มีอยู่เป็นช่องปิดผนึกภายในผนังเซลล์ พวกเขาสามารถจับโปรตีนและย่อยได้อย่างรวดเร็ว
อัตราการย่อยที่แน่นอนขึ้นอยู่กับเงื่อนไขบางประการ ตัวอย่างเช่นการขาดสารอาหารจะช่วยเร่งอัตราเหล่านี้ โมเลกุลที่มีความสำคัญน้อยกว่าจะถูกย่อยสลายโปรตีนก่อนเนื่องจากโปรติโอไลซิสของพวกเขาจะทำให้กรดอะมิโนเป็นโปรตีนที่จำเป็นมากขึ้น
