Atg4是几十个Atg蛋白中唯一的半胱氨酸蛋白酶，并作为Atg8结合系统的一个重要因素发挥作用。虽然酵母中只有一个Atg4，但人类和小鼠中有四个Atg4同源物（Atg4A、Atg4B、Atg4C和Atg4D），具有不同的底物特异性和催化效率。Atg4在C端甘氨酸残基上的肽键处切割Atg8，从而使Atg8在其他自噬分子的参与下与磷脂酰乙醇胺（PE）共轭。Atg4也可以作为一种解聚酶，它可以裂解共轭Atg8的酰胺键，并将其从自噬体膜上释放出来。后一个步骤对于自噬完成后重新使用Atg8非常重要。此外，这种解共轭过程也可能发生在隔离膜上，这将对膜的形成产生积极或消极的影响。