Ubikitiini on eräänlainen proteiini, jota löytyy eukaryoottisoluista. Eukaryoottisoluilla on soluydin ja niitä esiintyy ihmisissä, eläimissä, kasveissa ja sienissä. Solujen sisällä proteiineja syntetisoidaan ja hajotetaan tai hajotetaan jatkuvasti, ja ubikitiinijärjestelmä auttaa säätelemään tätä proteiinivaihtoa. Ubikitiini kiinnittyy hajoaviin proteiineihin ja merkitsee ne tehokkaasti. Sitten proteiinit viedään proteasomiksi kutsuttuun rakenteeseen, jossa hajoaminen tapahtuu.
Proteiinit koostuvat yksiköistä, joita kutsutaan aminohapoiksi, ja 76 aminohappoa muodostaa pienen ubikitiiniproteiinin. Näiden aminohappojen sekvenssi ei muutu kovin paljon eri organismeissa, joten hiivan ubikitiini ja ihmisen ubikitiini sisältävät vain noin kolme sekvenssieroa. Ubiquitin saa nimensä sanasta ubiquitous, joka viittaa johonkin, joka löytyy kaikkialta. Nimensä mukaisesti ubikitiini ei rajoitu yhteen solun osaan, vaan sitä on läsnä kaikkialla. Ubikvitiinijärjestelmä on mukana monissa soluprosesseissa, joissa tapahtuu proteiinin muuntumista, mukaan lukien solujen kasvu, jakautuminen ja kuolema sekä DNA: n kopioiminen ja korjaaminen.
Ennen kuin ubikvitiinijärjestelmä voi alkaa toimia, ubikvitiini on aktivoitava. Tämä vaihe vaatii energiaa adenosiinitrifosfaatin (ATP) muodossa, joka kantaa kemiallista energiaa solun sisällä. Energiaa tarvitaan, jotta E1 -entsyymi voi aktivoida ubikvitiinin.
Seuraavaksi kaksi muuta ubikvitiinijärjestelmän entsyymiä, jotka tunnetaan nimellä E2 ja E3, toimivat yhdessä kiinnittääkseen ubikvitiinin kohdeproteiiniin. Uskotaan, että E3 auttaa myös tunnistamaan proteiinin, ja yksi tai useampi ubikitiinimolekyyli voidaan sitten kiinnittää siihen. Signaalia, joka merkitsee proteiinia ubikvitiinijärjestelmän tunnistettavaksi, ei tunneta, vaikka tiedemiehet uskovat, että tietyt aminohapot voivat olla vastuussa, joista osa voi jäädä piiloon, ellei proteiini avaudu tai osallistu reaktioon.
Lopuksi proteiini ubikitiinitunnisteineen siirretään hajotettavaan proteasomiin. Jotkut tutkijat ajattelevat, että ubikitiini auttaa pitämään proteiinin kiinnittynyt proteasomiin hajoamisen aikana estäen sen hajoamisen liian aikaisin. Proteasomit ovat lieriömäisiä proteiinia hajottavia koneita, jotka koostuvat rengaspinosta. Renkaat sylinterin kummassakin päässä ovat inaktiivisia, kun taas keskirenkaat ovat aktiivisia ja sulkevat kammion, jossa proteiinit hajoavat. Sylinterin molemmissa päissä olevat korkit kiinnittyvät ubikitiiniin ja ohjaavat proteiineja kammioon hajoamista varten.