Ubiquitin adalah sejenis protein yang ditemukan dalam sel eukariotik. Sel eukariotik memiliki inti sel dan ditemukan pada manusia, hewan, tumbuhan dan jamur. Di dalam sel, protein terus-menerus disintesis dan dipecah, atau didegradasi, dan sistem ubiquitin membantu mengatur pergantian protein ini. Ubiquitin menempel pada protein yang akan didegradasi, secara efektif menandai mereka. Kemudian protein dibawa ke struktur yang disebut proteasome di mana degradasi terjadi.
Protein terbuat dari unit yang disebut asam amino, dan 76 asam amino membentuk protein kecil di mana-mana. Urutan asam amino ini tidak banyak berubah pada organisme yang berbeda, jadi ubiquitin ragi dan ubiquitin manusia hanya mengandung sekitar tiga perbedaan urutan. Ubiquitin mendapatkan namanya dari kata di mana-mana, yang mengacu pada sesuatu yang ditemukan di mana-mana. Sesuai dengan namanya, ubiquitin tidak terbatas pada satu bagian sel tetapi hadir di mana-mana. Sistem ubiquitin terlibat dalam banyak proses seluler di mana modifikasi protein terjadi, termasuk pertumbuhan, pembelahan dan kematian sel, serta penyalinan dan perbaikan DNA.
Sebelum sistem ubiquitin dapat mulai bekerja, ubiquitin harus diaktifkan. Langkah ini membutuhkan energi dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP), suatu struktur yang membawa energi kimia di dalam sel. Energi diperlukan untuk mengaktifkan enzim yang disebut E1 untuk mengaktifkan ubiquitin.
Selanjutnya, dua lagi enzim sistem ubiquitin, yang dikenal sebagai E2 dan E3, bekerja bersama untuk menempelkan ubiquitin ke protein target. Diperkirakan bahwa E3 juga membantu untuk mengidentifikasi protein, dan satu atau lebih molekul ubiquitin kemudian dapat melekat padanya. Sinyal yang menandai protein untuk dikenali oleh sistem ubiquitin tidak diketahui, meskipun para ilmuwan berpikir asam amino tertentu mungkin bertanggung jawab, beberapa di antaranya mungkin tetap tersembunyi kecuali protein itu terungkap atau mengambil bagian dalam reaksi.
Akhirnya, protein dengan tag ubiquitinnya dipindahkan ke proteasom untuk didegradasi. Beberapa ilmuwan berpikir bahwa ubiquitin membantu menjaga protein tetap melekat pada proteasome saat degradasi terjadi, mencegahnya pecah terlalu dini. Proteasom adalah mesin pendegradasi protein berbentuk silinder yang terdiri dari setumpuk cincin. Cincin di setiap ujung silinder tidak aktif sedangkan cincin pusat aktif dan menutupi ruang di mana protein dipecah. Tutup di kedua ujung silinder menempel pada ubiquitin dan mengarahkan protein ke dalam bilik untuk degradasi.