Prvi put identificiran 1975. godine, ubikvitin (Ub) je pronađen kao protein izoliran u telećim slatkim kruhovima, a pretpostavka je bila da ima veze sa sazrijevanjem bijelih krvnih stanica. Kasnije pronađen u svim tkivima eukariotskih organizama mnogih vrsta, dobio je naziv ubikvitin, što potječe od latinske riječi za “svuda”. To je regulatorna bjelančevina odgovorna za recikliranje bjelančevina koja izvršava svoje odgovornosti vežući se na proteine i označavajući ih za uništenje. Ova oznaka usmjerava označene proteine na proteasomski kompleks koji ih razgrađuje i reciklira, ili oznaka može usmjeriti na druge proteine radi modifikacije, popravka deoksiribonukleinske kiseline (DNA) ili transkripcije gena. Smatra se najkonzervativnijim od svih proteina jer se njegov slijed od 76 aminokiselina vrlo malo razlikuje kod svih vrsta, bilo biljnih, životinjskih ili ljudskih.
Proces kojim ovaj protein označava proteine koristi tri enzima: E1, koji aktivira Ub i dovodi ga u reaktivno stanje, E2, koji zatim katalizira vezanje Ub za proteine, i E3, ubikvitin-ligazu koja identificira protein . U ovoj enzimskoj kaskadi, Ub je tada sposoban raspršiti zaštitu proteina od proteasoma, tako da ga proteasom može brzo razgraditi i uništiti. Akumulacije aberantnih proteina unutar stanice često proizlaze iz DNK mutacija ili pogrešnih prijevoda gena. Budući da ovi aberantni proteini mogu izazvati pustoš u funkcijama stanice, vjeruje se da je ta pustoš temeljna nevolja koja dovodi do bolesti kao što su Alzheimerova, Huntingtonova i Parkinsonova bolest. Korištenje degradacije posredovane proteazomima jedan je od načina na koji stanica može postići popravak i izbacivanje aberantnih proteina.
Kada se ubikvitin veže na protein, može privući više molekula ubikvitina na scenu da se također pričvrste. Oni stupaju u interakciju s njim i ponekad izvode modifikacije kao što je uništavanje stanica sperme nakon oplodnje, regulirajući degradaciju do uništenja, ili procesiranje antigena i transkripcije i popravke DNK. Ima tako veliki izbor funkcija unutar proteina stanice da je neke navelo da vjeruju da ima ulogu u gotovo svakom staničnom procesu. Također postoje mnogi proteini slični ubikvitinu (UBL) koji imaju različite uloge u modifikacijama stanica. Jedan je modifikator gena koji stimulira interferon, drugi je regulator neuronskih stanica, a treći se bavi F antigenima u ljudskim leukocitima.
Histološki odjeli mogu koristiti antitijela na ovu tvar kako bi identificirali stanice s abnormalnim nakupinama aberantnih proteina u stanicama i upotrijebili ta protutijela kao markere bolesti. Istraživanja su razvila ovu upotrebu antigena za otkrivanje neurofibrilarnih zapleta povezanih s Alzheimerovom bolešću, inkluzija u bolestima motornih neurona i mallory tijela u alkoholnoj bolesti jetre. Postoje neki genetski poremećaji povezani s ubikvitinom. Jedna je mutacija E3 ubikvitin-ligaze koja dovodi do autosomno-recesivnog usporavanja rasta zvanog 3M sindrom. Drugi je pogrešna regulacija i poremećaj gena u Liddleovom sindromu, što uzrokuje hipertenziju. Također se vjeruje da je poremećaj gena uzrok Angelmanovog sindroma, koji se ponovno vodi do disfunkcije E3 ubikvitin-ligaze.
Utvrđeno je da gotovo 50% svih kancerogenih tumora ima manjak određenog proteina koji je nazvan “čuvarom genoma”. Sve dok stanice mogu proizvesti ovaj određeni gen, zabranjeno je razvijanje raka u stanici. Ubikvitin i njegova E3 ubikvitin-ligaza vežu se s ovim određenim proteinom u stanici i to vezanje proizvodi DNA popravak proteina i omogućuje mu da povrati svoju održivost. Ubikvitin-proteasomski sustav također smanjuje veličinu virusnih proteina za uništavanje kako bi pomogao imunološkom sustavu tijela. Upravo je u svibnju 2011. na 102. konvenciji Američke udruge za istraživanje raka objavljeno da su enzimski procesi proteina povezani s pomaganjem tijelu da ne odbaci kemoterapije kod raka pluća ne-malih stanica.