Pertama kali diidentifikasi pada tahun 1975, ubiquitin (Ub) ditemukan sebagai protein yang diisolasi dalam roti manis anak sapi, dan diasumsikan ada hubungannya dengan pematangan sel darah putih. Kemudian ditemukan di semua jaringan organisme eukariotik dari banyak spesies, diberi nama ubiquitin, yang berasal dari kata Latin untuk “di mana-mana.” Ini adalah protein pengatur yang bertanggung jawab untuk daur ulang protein yang menjalankan tanggung jawabnya dengan mengikat protein dan menandainya untuk dihancurkan. Tag ini mengarahkan protein yang ditandai ke kompleks proteasom yang mendegradasi dan mendaur ulang ini, atau tag dapat mengarahkan ke protein lain untuk modifikasi, perbaikan asam deoksiribonukleat (DNA), atau transkripsi gen. Ini dianggap paling konservatif dari semua protein karena urutan 76 asam aminonya sangat sedikit berbeda di semua spesies, baik tumbuhan, hewan, atau manusia.
Proses dimana protein ini menandai protein menggunakan tiga enzim: E1, yang mengaktifkan Ub dan mengubahnya menjadi keadaan reaktif, E2, yang kemudian mengkatalisis penempelan Ub ke protein, dan E3, ubiquitin-ligase yang mengidentifikasi protein. . Dalam kaskade enzim ini, Ub kemudian mampu menghilangkan proteksi protein terhadap proteasom, sehingga proteasom dapat dengan cepat mendegradasi dan menghancurkannya. Akumulasi protein yang menyimpang di dalam sel sering muncul dari mutasi DNA atau kesalahan penerjemahan gen. Karena protein yang menyimpang ini dapat merusak fungsi sel, kerusakan ini diyakini sebagai penyebab utama penyakit yang menyebabkan penyakit seperti penyakit Alzheimer, Huntington, dan Parkinson. Memanfaatkan degradasi yang dimediasi proteasome adalah salah satu cara sel dapat mencapai perbaikan dan pengusiran protein yang menyimpang.
Ketika ubiquitin menempel pada protein, ia dapat menarik lebih banyak molekul ubiquitin ke tempat kejadian untuk dilampirkan juga. Ini berinteraksi dengannya dan kadang-kadang melakukan modifikasi seperti penghancuran sel sperma setelah pembuahan terjadi, mengatur degradasi hingga penghancuran, atau pemrosesan antigen dan transkripsi dan perbaikan DNA. Ia memiliki begitu banyak variasi fungsi dalam protein sel sehingga beberapa orang percaya bahwa ia memiliki peran dalam hampir setiap proses seluler. Ada juga banyak protein Ubiquitin-Like (UBL) yang memiliki peran berbeda dalam modifikasi sel. Salah satunya adalah pengubah gen perangsang interferon, yang lain adalah downregulator sel neuron, dan yang lainnya berurusan dengan antigen F dalam leukosit manusia.
Departemen histologi dapat menggunakan antibodi terhadap zat ini untuk mengidentifikasi sel dengan akumulasi abnormal protein menyimpang dalam sel dan menggunakan antibodi ini sebagai penanda penyakit. Penelitian telah mengembangkan penggunaan antigen ini untuk mendeteksi kusut neurofibrillary yang terkait dengan Alzheimer, inklusi pada penyakit neuron motorik, dan badan mallory pada penyakit hati alkoholik. Ada beberapa kelainan genetik yang terkait dengan ubiquitin. Salah satunya adalah mutasi dari E3 ubiquitin-ligase yang mengarah pada keterbelakangan pertumbuhan autosomal-resesif yang disebut Sindrom 3M. Lain adalah misregulasi dan gangguan gen di Sindrom Liddle, yang menyebabkan hipertensi. Gangguan gen juga diyakini menjadi penyebab Sindrom Angelman, sekali lagi ditelusuri ke disfungsi E3 ubiquitin-ligase.
Hampir 50% dari semua tumor kanker telah ditemukan kekurangan protein tertentu yang telah dijuluki “penjaga genom.” Selama sel dapat menghasilkan gen khusus ini, kanker dilarang berkembang di dalam sel. Ubiquitin dan ikatan ubiquitin-ligase E3-nya dengan protein khusus ini di dalam sel dan ikatan ini menghasilkan perbaikan DNA protein dan memungkinkannya memulihkan viabilitasnya. Sistem ubiquitin-proteasome juga mengurangi ukuran protein virus untuk dihancurkan guna membantu sistem kekebalan tubuh. Baru pada Mei 2011, diumumkan pada Konvensi ke-102 Asosiasi Amerika untuk Penelitian Kanker bahwa proses enzim protein telah dikaitkan dengan membantu tubuh untuk tidak menolak kemoterapi pada kanker paru-paru non-sel kecil.