Proteoliza je proces, pri katerem se beljakovine razgradijo na manjše komponente s proteazami, encimi, specializiranimi za cepljenje beljakovin na določenih točkah v njihovih strukturah. Ta proces poteka po telesu za različne namene, od rednega vzdrževanja celic do prebave hrane v sestavine, ki jih telo lahko uporabi za celične procese. Proteoliza je lahko tudi del nekaterih procesov bolezni, na primer, ko nekoga ugrizne kača in strup povzroči smrt tkiva z razgradnjo beljakovin. V laboratorijskih okoljih raziskovalci izkoriščajo proteaze za razrez beljakovin na posebne komponente za nadaljnjo analizo in uporabo.
Pri proteolizi encimi napadejo beljakovino in jo razrežejo na manjše peptide. Lahko nadaljujejo z razgradnjo beljakovin še dlje, v sestavne aminokisline. Poteka vrsta kemičnih reakcij, ko se encimi zaskočijo na dele beljakovin in pretrgajo vezi, ki držijo beljakovino skupaj. Beljakovina s tem postopkom spremeni strukturo, saj se njegova kemična sestava spremeni kot odziv na encime.
Klasičen primer proteolize se pojavi v črevesju, kjer prebavni encimi razrežejo beljakovine v hrani, da jih telo lahko presnovi. Sestavni deli beljakovin se prenašajo po telesu, da zagotovijo prehrano celicam in katalizirajo druge kemične reakcije v telesu. Proteoliza ima tudi vlogo pri aktiviranju prekurzorskih beljakovin in posredovanju bioloških procesov. Ljudje s pomanjkanjem encimov lahko razvijejo podhranjenost in druge težave, ki so posledica nezmožnosti razgradnje in uporabe določenih beljakovinskih verig v telesu.
Ko se beljakovina razbije, so enostavnejše komponente bolj uporabne in so tudi bolj topne, kar olajša transport na različne lokacije. Peptide in aminokisline lahko uporabljajo organi, kot so jetra, za izgradnjo novih beljakovin ali pa se lahko prenesejo iz telesa z blatom in urinom, če niso potrebni ali če stalen bolezenski proces povzroča motnje v bolnikovi presnovi.
V laboratorijskih okoljih je proteoliza lahko uporabna za številne različne vrste raziskav. Ljudje lahko uporabljajo encime za obdelavo vzorcev, pri čemer ločujejo uporabne komponente ali materiale, ki jih zanimajo. Prav tako lahko izolirajo specifične peptide in aminokisline s pomočjo encimskih kopeli. Medicinsko testiranje se včasih zanaša na ločevanje beljakovin, da bi izvedeli več o njihovi strukturi. Ločevanje beljakovin lahko tudi omogoči raziskovalcem, da zgradijo nove beljakovine, vključno s spojinami s potencialno medicinsko uporabo.