Proteinler, vücuda besin yoluyla alınır ve sindirimleri mide ile ince bağırsakta gerçekleşir. Proteinler, canlı sistemlerde oluşturulmuş organik makromoleküllerdir ve amino asitler adı verilen monomerlerden meydana gelirler. Amino asitler, hücrenin organeli olan ribozomlarda mRNA'daki genetik kodlara göre uç uca peptit bağları ile bağlanarak proteinleri oluştururlar. Oluşan polipeptitler (amino asit zincirleri) daha sonra özgün formlarını almak üzere katlanırlar. Proteinlerin sindirilmesinin temel amacı, bu katlanma ve bağları ortadan kaldırarak proteinleri yapı taşları olan amino asitlere dönüştürmektir. Proteinler, ancak sindirim ile yapı taşlarına ayrıldıktan sonra canlı metabolizmasının kullanımına katılabilir.

Beslenme yoluyla vücudumuza aldığımız proteinler ilk olarak mideye ulaşırlar. Mideye ulaşan proteinler, gastrin hormonunun salgılanmasını başlatır. Gastrin hormonunun etkisiyle mide pepsinojen ve hidroklorik asit salgılar. Bu durumda midenin pH değeri düşer ve midenin iç sıvısında asidik ortam artar. Düşük pH değeri, antiseptik bir etki yaratarak besinlerle alınmış olan birçok mikroorganizmanın ölümüne yol açar ve canlılar bu sistem ile bakteri ve mikroorganizmalardan korunurlar. Bu asidik ortamda bulunan proteinler, denatürasyona uğrayarak özgün yapılarını kaybeder ve amino asit zincirleri haline gelirler. Bu sayede sindirim enzimleri de daha rahat bir şekilde peptit bağlarına etki edebilir. Sonrasında ise bu düşük pH değerine sahip sıvı, inaktif pepsinojeni otokataliz sonucunda aktif bir form olan pepsine dönüştürür. Aktif pepsin, mide içerisindeki proteinleri parçalar. Pepsinin etkisiyle kısa peptit parçalarına ayrılan proteinler, midenin içeriği ile ince bağırsağa aktarılır.

Midenin iç ortamı düşük pH değerine, yani asidik özelliğe sahipken, ince bağırsakların iç ortamı ise bazik bir özelliğe, yani yüksek pH değerine sahiptir. Mide içeriğinin pH değeri düşük olduğundan, ince bağırsağa ulaştığında pH değerinin yüksek olması gerekir. Oniki parmak bağırsağı tarafından salgılanan sekretin hormonu pankreas bezine uyarı göndererek pankreastan ince bağırsağa bikarbonat iyonları aktarılır. Bikarbonat iyonları, pH değerini 7-8 arasında bir değere yükseltir. Kısa peptit parçalarına ayrılmış olan proteinler, pH değerinin yükselmesi ile tekrar katlanmaya başlayınca ince bağırsaklardan kolesistokinin hormonu salgılanmaya başlar. Bu hormon pankreas bezini uyararak, pH değeri yaklaşık 7 olan sindirim enzimlerinin pankreastan ince bağırsağa aktarılmasını sağlar. Pankreastan ince bağırsağa aktarılan bu enzimler inaktif tripsinojen, kimotripsinojen ve prokarboksipeptidaz adındaki enzimlerdir. İnce bağırsak ayrıca aminopeptidaz enzimi salgılar. Yine ince bağırsaktan salgılanan enterokinaz enzimi, inaktif formda bulunan tripsinojeni aktif bir form olan tripsine dönüştürür. Tripsinin görevi, diğer enzimleri aktifleştirmektir. Sonrasında ise ince bağırsakta bulunan kısa polipeptit zincirleri halindeki proteinler bu enzimler tarafından yapı taşlarına ayrılır. Tripsin enzimi amino asit zincirlerini arjinin ve lizin adı verilen amino asitlerin bulunduğu noktalardan kesmeye başlar. Kimotripsin ise triptofan, fenilalanin ve tirozin amino asitlerinin bulunduğu noktalardan polipeptit zincirlerini keser. Karboksipeptidaz, proteinlerin karboksil ucundan, aminopeptidaz ise amino ucundan başlayarak proteinleri amino asitlere ayrıştırır. Bu şekilde sindirimi gerçekleşen proteinler artık asit olarak ince bağırsağa geçerler. İnce bağırsaktan salgılanan diğer enzimler yardımıyla kalan amino asitlere parçalanırlar. Amino asitlere parçalanmış olan proteinler, ince bağırsaktan emilmek suretiyle kan aracılığı ile karaciğere taşınır. Protein sindirimi bu şekilde tamamlanmış olur.