蛋白質是細菌細胞的重要成分。酶類扣抗原都含有蛋白質。蛋白質是由許多氨基酸以肽鍵聯結而成的長鏈，即一個氨基酸的氨基與另一個氨基酸的羧基相結合。氨基酸的種類和數目，氨基酸在肽鏈中的位置、肽鏈的構造或形狀等，決定蛋白質的性質和蛋白質表而的性狀。細菌蛋白質的結構和特性與動植物蛋白質基本是一樣的。大多數是由L-型氨基酸組成的。但D-型氨基酸在某些細菌體結構和代謝上也相當重要，如炭疽杆菌的莢膜是由D-穀氨酸多肽組成的，葡萄球菌的細胞壁含有D-穀氨酸和DL-丙氨酸，短杆菌肽和多粘菌素等抗菌素也含有D-氨基酸。在菌體中的氨基酸可以遊離狀態、肽或蛋白質形式存在。其中以蛋白質形式為常見。除某些厭氧菌外，氨基酸不是細菌的主要能源。蛋白質、蛋白腖或氨基酸主要供作合成菌體的氮源。氨基酸脫氨後則和有機酸一樣，可以作為碳源和能源。
蛋白質的分解
分解蛋白質的酶有兩大類：
( 1 ）蛋白酶：能水解蛋白質為多肽和簡單的肽，有時能放出少量均氨基酸。其功用在使培養基中不能吸收的蛋白質變為可以透入菌體的多肽或氨基酸。這種酶主要為胞外酶，也存在於細胞內。
梭狀芽孢杆菌，芽孢杆菌、變形杆菌、假單胞菌等具有活性很強的胞外蛋白酶，葡萄球菌和鏈球菌的蛋白酶活性較弱，乳杆菌則不具有蛋白酶。
胞外蛋白酶的形成和活性受許多因素的影響。無機離子是影響酶活性的一個重要因素。變形杆菌、綠膿杆菌等生長在含Ca++的培養基中時，胞外酶的活性最高。氟化鈉和檸檬酸鈉等能和Ca++結合，所以會有抑製蛋白酶的作用。
糖類的存在能抑製蛋白質水解酶的形成，這可能是由於糖類分解後產生酸類，使培養基的pH 下降，因而不利於蛋白酶的形成。
將具有水解蛋白質能力的細菌接種到以無機鹽和純蛋白質作為碳源和氮源的培養基時，細菌因未生成足夠的胞外蛋白酶，不能利用蛋白質所以不能生長。因為胞外酶的合成和分泌需要氨基酸和能量，而這些氨基酸和能量必須在蛋白質水解後才能生成，即使在接種時會帶入少量胞外蛋白質酶，但由於濃度過低，分解蛋白質的能力太弱，不能起作用。若加入少量蛋白腖於培養基中，則具有蛋白水解能力的細菌就能很快地利用蛋白腖中短鏈的肽或氨基酸來合成蛋白酶，因之就能分解和利用蛋白質進行生長和繁殖。換言之，胞外酶約合成需要可以直接利用的氨基酸和能源，培養細菌時須於培養基中加入蛋白腖，此為其理之一。
( 2 ）肽酶 它主要定胞內酶，能水解肽類為遊離氨基酸。大部分肽酶需要Mn、Mg、Co,Fe或Zn 離子作為輔因素，梭狀芽孢杆菌的肽酶除需要金屬離子外，還需要半胱氨酸的存在才有活性。有的肽酶隻能分解二肽或三肽。
蛋白酶和肽酶的主要功用是水解蛋白質、蛋白腖及肽類為氨基酸，以供細菌代謝活動的需要。
細菌分解蛋白質的能力，如使明膠液化、酪蛋白水解等，有助於細菌種類的鑒別。
