Proteolizė yra procesas, kurio metu baltymai skaidomi į smulkesnius komponentus proteazėmis – fermentais, kurie specializuojasi skaidant baltymus tam tikruose jų struktūrų taškuose. Šis procesas vyksta visame kūne įvairiais tikslais, pradedant reguliaria ląstelių priežiūra ir baigiant maisto virškinimu į komponentus, kuriuos organizmas gali panaudoti ląstelių procesams. Proteolizė taip pat gali būti kai kurių ligų procesų dalis, pavyzdžiui, kai ką nors įkando gyvatė, o nuodai, skaidydami baltymus, sukelia audinių mirtį. Laboratorijose mokslininkai naudojasi proteazėmis, kad suskirstytų baltymus į specifinius komponentus tolesnei analizei ir naudojimui.
Proteolizės metu fermentai atakuoja baltymą, supjaustydami jį į mažesnius peptidus. Jie gali ir toliau dekonstruoti baltymą į sudedamąsias aminorūgštis. Kai fermentai prisitvirtina prie baltymų dalių ir nutraukia ryšius, palaikančius baltymą kartu, vyksta daugybė cheminių reakcijų. Šio proceso metu baltymas keičia struktūrą, nes keičiasi jo cheminė sudėtis, reaguodama į fermentus.
Klasikinis proteolizės pavyzdys vyksta žarnyne, kur virškinimo fermentai supjausto maiste esančius baltymus, kad organizmas galėtų juos metabolizuoti. Sudedamosios baltymų dalys yra pernešamos visame kūne, kad aprūpintų ląsteles ir katalizuoja kitas chemines reakcijas organizme. Proteolizė taip pat atlieka svarbų vaidmenį aktyvuojant pirmtakų baltymus ir tarpininkaujant biologiniams procesams. Žmonėms, kuriems trūksta fermentų, gali išsivystyti netinkama mityba ir atsirasti kitų problemų dėl to, kad jie negali suskaidyti ir panaudoti tam tikrų organizmo baltymų grandinių.
Kai baltymas suskaidomas, paprastesni komponentai yra naudingesni, be to, jie yra labiau tirpūs, todėl juos lengviau transportuoti į skirtingas vietas. Peptidus ir aminorūgštis gali panaudoti organai, pvz., kepenys, gamindami naujus baltymus arba gali būti išgabenami iš organizmo su išmatomis ir šlapimu, jei jie nėra būtini arba jei vykstantis ligos procesas sukelia paciento metabolizmo sutrikimą.
Laboratorijose proteolizė gali būti naudinga atliekant įvairius tyrimus. Žmonės gali naudoti fermentus mėginiams apdoroti, atskirdami naudingus komponentus ar dominančias medžiagas. Jie taip pat gali išskirti specifinius peptidus ir aminorūgštis fermentų vonių pagalba. Atliekant medicininius tyrimus kartais reikia atskirti baltymus, kad sužinotų daugiau apie jų struktūrą. Baltymų atskyrimas taip pat gali leisti mokslininkams sukurti naujus baltymus, įskaitant junginius, kurie gali būti naudojami medicinoje.