Ubikvitin-proteasomski put je unutarstanični put koji omogućuje stanici da probavi proteine koji su stari i stoga nije vjerojatno da će dobro funkcionirati, ili proteine koji su bili deformirani kako su stvoreni. Bez proteina koji prate put ubikvitin-proteasoma koji ne funkcioniraju s tolikom učinkovitošću kao noviji proteini, stanica bi na kraju gubila dragocjene biološke resurse, što bi imalo negativan učinak na cijeli organizam, bilo da je organizam jednostaničan ili višestanični. stanični. Ovaj put je sveprisutan – kao što je prikladno nazvan “ubikvitin” – i može se naći u organizmima u rasponu od jednostaničnih arhebakterija do ljudskih bića.
Ubikvitinacija je proces koji se, kao što mu ime govori, događa većini molekula staničnog proteina. Kako stanični proteini kruže kroz metaboličke procese ili druge biološke cikluse, često su ubikvitinirani upotrebom i cikličkim ponavljanjem. Ovo je biološki pokazatelj koliko je star ili korišten određeni protein. Označavanjem proteina ubikvitinskim lancima koji pokazuju koliko je puta protein bio u ciklusu, stanica ima način da zna koji se proteini razgrađuju i trebaju se probaviti, čime se stvaraju novi proteini pomoću recikliranih aminokiselinskih sastojaka koji rezultat tog sloma.
Za neke molekule, ubikvitinacija može promijeniti funkciju proteina, slično kao što može fosforilacija. Jedan slučaj ubikvitinacije ne označava protein za probavu kroz proteasom. Poli-ubikvitinacija, međutim, označava protein za razgradnju na putu ubikvitin-proteasom ranžiranjem te poli-ubikvitinirane molekule u proteasom.
Put ubikvitin-proteasoma pokreće adenozin trifosfat (ATP), uobičajeni unutarstanični izvor energije. Enzimi povezani s ubikvitinacijom, poput E1, E2, E3 i E4, olakšavaju ubikvitinaciju proteina, bez obzira na to je li taj protein označen samo jednom ili postaje poli-ubikvitiniran. Postoji mnogo različitih varijanti specifičnih enzima unutar ovih E1-E4 obitelji enzima. Kada se poli-ubikvitinirani protein konačno usmjeri do proteasoma, mora se osigurati i ATP kako bi proteasom imao dovoljno aktivacijske energije da razbije veze proteina označenog za razgradnju.
Ubikvitin-proteasomski put se stoga može smatrati intracelularnim reciklatorom proteina. Rastavlja stare ili pogrešno savijene proteine na manje jedinice – aminokiseline ili male skupine aminokiselina – koje tada stanica može koristiti za stvaranje novih proteina. Dok je poli-ubikvitinacija najčešći uzrok razgradnje proteina potaknute proteasomom, proteasom također može razgraditi disfunkcionalne ili pogrešno savijene proteine na način neovisan o ubikvitinu. Budući da proteasom igra korisnu ulogu u funkciji imunološkog sustava, neke unutarstanične molekule također mogu biti degradirane od strane proteasoma zbog prezentacije antigena kao posljedica odgovora unutarstaničnog imunološkog sustava.