Осуществляется с помощью протеолитических лизосомальных ферментов катепсинов. По строению активного центра выделяют цистеиновые, сериновые, карбоксильные и металлопротеиновые катепсины. Роль катепсинов:
· создание биологически активных пептидов путем ограниченного протеолиза белковых предшественников;
· разрушение состарившихся и аномальных белков;
· участие в фагоцитозе и делении клеток;
· участие в аутолизе (при ишемии);
· участие в патогенезе заболеваний, связанных с изменением функций лизосом (лизосомальные болезни накопления).
Кроме процессов протеолиза в лизосомах возможен процесс разрушения эндогенных белков непосредственно в цитозоле. При этом происходит соединение подлежащих гидролизу белков со специальным белком убиквитином. Происходит ковалентная модификация белка, что может изменять его функцию. К одной молекуле может быть присоединено несколько молекул убиквитина и это служит сигналом для переноса белка-мишени на большую высокомолекулярную частицу протеасому, состоящую из протеаз.