Ubikvitin je vrsta proteina koji se nalazi u eukariotskim stanicama. Eukariotske stanice imaju staničnu jezgru i nalaze se u ljudima, životinjama, biljkama i gljivama. Unutar stanica, proteini se kontinuirano sintetiziraju i razgrađuju ili razgrađuju, a sustav ubikvitina pomaže regulirati promet proteina. Ubikvitin se veže za one proteine koji se razgrađuju, učinkovito ih označavajući. Zatim se proteini odvode u strukturu zvanu proteasom gdje se odvija razgradnja.
Proteini se sastoje od jedinica koje se nazivaju aminokiseline, a 76 aminokiselina čine mali protein ubikvitin. Redoslijed ovih aminokiselina ne mijenja se puno u različitim organizmima, tako da ubikvitin kvasca i ljudski ubikvitin sadrže samo oko tri razlike u slijedu. Ubiquitin je dobio ime po riječi sveprisutan, koja se odnosi na nešto što se nalazi posvuda. U skladu sa svojim imenom, ubikvitin nije ograničen na jedan dio stanice već je prisutan posvuda. Sustav ubikvitina uključen je u mnoge stanične procese u kojima se događa modifikacija proteina, uključujući rast, diobu i smrt stanica, te kopiranje i popravak DNA.
Prije nego što sustav ubikvitina počne raditi, ubikvitin se mora aktivirati. Ovaj korak zahtijeva energiju u obliku adenozin trifosfata (ATP), strukture koja nosi kemijsku energiju unutar stanice. Energija je potrebna kako bi enzim zvan E1 aktivirao ubikvitin.
Zatim, još dva enzima ubikvitinskog sustava, poznata kao E2 i E3, djeluju zajedno da vežu ubikvitin na ciljni protein. Smatra se da E3 također pomaže identificirati protein, a jedna ili više molekula ubikvitina se tada mogu vezati na njega. Signal koji označava protein za prepoznavanje od strane ubikvitinskog sustava nije poznat, iako znanstvenici misle da bi određene aminokiseline mogle biti odgovorne, od kojih neke mogu ostati skrivene osim ako se protein ne razvije ili ne sudjeluje u reakciji.
Konačno, protein sa svojom ubikvitinskom oznakom prenosi se u proteasom da bi se razgradio. Neki znanstvenici misle da ubikvitin pomaže zadržati protein vezan za proteasom dok se odvija razgradnja, sprječavajući ga da se prerano otrgne. Proteasomi su cilindrični strojevi za razgradnju proteina koji se sastoje od hrpe prstenova. Prstenovi na svakom kraju cilindra su neaktivni dok su središnji prstenovi aktivni i zatvaraju komoru u kojoj se proteini razgrađuju. Poklopci na oba kraja cilindra pričvršćuju se na ubikvitin i usmjeravaju proteine u komoru radi razgradnje.