骨骼肌鈣蛋白酶存在于肌細胞內部，在Z線中濃度最高。快速萎縮肌肉中鈣蛋白酶活性是正常肌肉的數倍，它的一個特征是Z線的降解，而肌動蛋白和肌球蛋白保持完整。肌原纖維蛋白質降解的第1步必須是肌原纖維解裝配成肌絲。大量研究表明，鈣蛋白酶系統參與這一解裝配過程。鈣蛋白酶引發肌原纖維蛋白質降解的可能機制如下：鈣蛋白酶使Z線（使細肌絲固著于肌原纖維）和肌聯蛋白、伴肌動蛋白（使粗肌絲和細肌絲固著于肌原纖維）降解，肌原纖維釋放出肌絲。細肌絲的肌原蛋白和原肌球蛋白以及粗肌絲的C-蛋白降解，粗肌絲和細肌絲分別解離出肌球蛋白和肌動蛋白，釋放出的粗肌絲和細肌絲可與母體或其他肌原纖維重新裝配，也可被胞質蛋白酶或溶酶體組織蛋白酶降解成氨基酸。肌原纖維的殘留部分功能完整，收縮力量減弱。
研究表明，calpain的作用可能僅在細胞內蛋白質的降解過程中起調節作用，而并非整個降解過程的直接參與者。推測calpain可能通過對肌原纖維蛋白進行特異的局部降解而對其結構、功能進行調控。calpain導致肌肉降解可分為兩步：首先攻擊肌原纖維的肌節（兩個相鄰Z盤之間的一段肌原纖維）部位，釋放肌絲降解為小片段，然后被溶酶體所捕獲進一步降解。calpain主要集中于Z盤，因此認為，降解從此處開始。但近期研究發現，calpain首先水解的是N2線。calpain參與骨架蛋白的降解是蛋白質水解過程中的限速步驟。楊曉靜等試驗發現，對豬注射重組生長激素后，背最長肌calpain3mRNA的表達有上升趨勢，半腱肌中calpain3mRNA的相對豐度顯著上升，在肌肉增長的過程中calpain3也可能參與蛋白的降解。