Rakud lagundavad valke erinevatel põhjustel, alates nende inaktiveerimisest pärast kasutamist kuni raku signaalimise abistamiseni. See protsess, mida nimetatakse valkude lagunemiseks või proteolüüsiks, toimub rakkudes pidevalt. Valgu tase peab jääma teatud taseme piiresse, et rakud korralikult toimiksid, nii et rakkudel on nende molekulide seedimiseks mitmesuguseid viise.
Erinevad valgud lagunevad erineva kiirusega. Struktuurvalgud ja ensüümid kipuvad kestma kauem kui regulatoorsed valgud ning nende poolestusajad võivad olla üks kuni kolm päeva. Olenevalt valgust võib iga tund laguneda vähem kui 10% saadaolevatest molekulidest kuni 100%.
Valkude lagunemine nõuab energiat adenosiintrifosfaadi (ATP) kujul. ATP-d tarbivad spetsiaalsed rakulised ensüümid, mida nimetatakse proteaasideks, mille ülesanne on seedida valke nende koostisosadeks aminohapeteks. Proteolüüsi energiavajaduse tõttu ei toimu see lihtsalt juhuslikult. Teatud ühendid võivad selle asemel märkida valke hävitamiseks.
Reguleerivate valkude puhul, mis eksisteerivad vaid 5–120 minutit enne lagunemist, mängib rolli väike valk ubikvitiin. Pikema elueaga valke võib märgistada ubikvitiiniga, et märkida need hävitamiseks. See hoiatab suuremaid proteaasikomplekse, mida nimetatakse proteasoomideks, et valk tuleks lagundada. Valk võetakse proteasoomi sees ja seeditakse, see struktuur eksisteerib nii raku tuumas kui ka raku kehas.
Proteaase, mis soodustavad valgu lagunemist ja sisaldavad proteasoomi, ei toodeta nende aktiivsetes vormides. Need on loodud eelvalkudena, mis on suurema suurusega. Nende valkude aktiveerimine nõuab tavaliselt inhibeeriva valgu eemaldamist või valgu teatud ala lõikamist.
On mitmeid ensüüme, mis on võimelised valke lagundama. Igaüks neist lõhustab süsinik-lämmastik peptiidsidemeid, mis eksisteerivad aminohapete vahel. Seriinproteaasidel on ensüümid, nagu trüpsiin ja elastaas, mis kasutavad peptiidsideme ründamiseks aminohappe seriini jääki. Teised proteaasid kasutavad peptiidsideme katkemise soodustamiseks tsinki, aspartaadi jääke või muid molekule.
Lüsosoomideks nimetatud struktuurid võivad ka mittespetsiifiliselt valke lagundada. Need eksisteerivad rakuseinas suletud sektsioonidena. Nad on võimelised valke omastama ja neid kiiresti seedima.
Täpne seedimise kiirus sõltub teatud tingimustest. Näiteks toitainete puudus kiirendab neid kiirusi. Esmalt lagunevad vähem olulised molekulid, kuna nende proteolüüs vabastaks aminohapped, et moodustada rohkem vajalikke valke.