肝內蛋白質的代謝極為活躍，肝蛋白質的半壽期為10天，而肌肉蛋白質半壽期則為180天，可見肝內蛋白質的更新速度較快。肝臟除合成自身所需蛋白質外，還合成多種分泌蛋白質。如血漿蛋白中，除γ-珠蛋白外，白蛋白、凝血酶原、纖維蛋白原及血漿脂蛋白所含的多種載脂蛋白（Apo A、Apo B、C、E）等均在肝臟合成。故肝功能嚴重損害時，常出現水腫及血液凝固機能障礙。
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肝臟合成白蛋白的能力很強。成人肝臟每日約合成12g白蛋白，占肝臟合成蛋白質總量的四分之一。白蛋白在肝內合成與其它分泌蛋白相似，首先以前身物形式合成，即前白蛋白原（preproalbumin），經剪切信號肽后轉變為白蛋白原（proalturnin）。再進一步修飾加工，成為成熟的白蛋白（alturnin）。分子量69，000，由550個氨基酸殘基組成。血漿白蛋白的半壽期為10天，由于血漿中含量多而分子量小，在維持血漿膠體滲透壓中起著重要作用。?
肝臟在血漿蛋白質分解代謝中亦起重要作用。肝細胞表面有特異性受體可識別某些血漿蛋白質（如銅蘭蛋白、α1抗胰蛋白酶等），經胞飲作用吞入肝細胞，被溶酶體水解酶降解。而蛋白所含氨基酸可在肝臟進行轉氨基、脫氨基及脫羧基等反應進一步分解。肝臟中有關氨基酸分解代謝的酶含量豐富，體內大部分氨基酸，除支鏈氨基酸在肌肉中分解外，其余氨基酸特別是芳香族氨基酸主要在肝臟分解。故嚴重肝病時，血漿中支鏈氨基酸與芳香族氨基酸的比值下降。?
在蛋白質代謝中，肝臟還具有一個極為重要的功能：即將氨基酸代謝產生的有毒的氨通過鳥氨酸循環的特殊酶系合成尿素以解氨毒。鳥氨酸循環不僅解除氨的毒性，而且由于尿素合成中消耗了產生呼吸性H+的CO2，故在維持機體酸堿平衡中具有重要作用。?
肝臟也是胺類物質解毒的重要器官，腸道細菌作用于氨基酸產生的芳香胺類等有毒物質，被吸收入血，主要在肝細胞中進行轉化以減少其毒性。當肝功不全或門體側支循環形成時，這些芳香胺可不經處理進入神經組織，進行β-羥化生成苯乙醇胺和β-羥酪胺。它們的結構類似于兒茶酚胺類神經遞質，并能抑制后者的功能，屬于“假神經遞質”，與肝性腦病的發生有一定關系。
