Protein ubikvitin (Ub) je regulativni protein, ki ga najdemo v tkivih evkariontskih organizmov, ki imajo kompleksne celične strukture, obdane z membranami. V to kategorijo so vključene živali, rastline in glive. Glavna vloga proteina ubikvitina je označevanje drugih beljakovin za uničenje. Ko se vsaj štirje pritrdijo na drugo beljakovino, jo celica začne razstavljati.
Beljakovina ubikvitina, sestavljena iz zaporedja samo 76 aminokislin, se med organizmi malo razlikuje. Obstaja le majhna razlika med človeško različico in različico, ki jo najdemo v kvasu, kar kaže, da je njegova struktura bistvena za kompleksno delovanje celic. Amino zaporedje je bilo ohranjeno skozi evolucijsko zgodovino.
Celice nenehno gradijo beljakovine, ki opravljajo določene funkcije. Razstavljanje te vrste beljakovin je učinkovit način za zagotovitev, da se proces, povezan z njo, ustavi. Protein ubikvitin ima osrednjo vlogo pri izločanju beljakovin, ki niso več potrebne. Pri obdelani, imenovani ubikvitinaciji, se beljakovinam, ki jih je treba reciklirati, dodeli molekularna oznaka, protein ubikvitin.
Predvideva se, da regulativne beljakovine, ki so dokončale svojo funkcijo, sprožijo signal, ki pritegne beljakovino ubikvitin. Za dokončanje pritrditve so potrebne tri vrste encimov. E1 ali encimi, ki aktivirajo Ub, spravijo ubikvitin v reaktivno stanje. Vezanje na protein katalizirajo encimi, ki konjugirajo E2 ali Ub. Tretja vrsta encima, E3, deluje za identifikacijo beljakovine, ki jo je treba odstraniti.
En sam organizem lahko vsebuje veliko različnih različic teh encimov. V kvasu je na primer več kot ducat različic encima E2. Kombinacija teh variant naj bi olajšala ubikvitinsko označevanje beljakovin, povezanih s specifičnimi funkcijami.
Beljakovina, identificirana s štirimi ali več oznakami, se dovaja v proteasom, votlo strukturo, ki razgradi beljakovine na posamezne dele. Ubikvitinska beljakovinska oznaka deluje kot kemični ključ za odpiranje proteasoma. Ko se začne razstavljanje, se oznake Ub sprostijo in jih je mogoče znova uporabiti. Nobelovo nagrado za kemijo leta 2004 so prejeli odkritelji tega procesa.
Protein ubikvitin ima osrednjo vlogo v številnih različnih celičnih procesih. Disfunkcija v procesih, ki jih posreduje Ub, lahko privede do številnih patoloških stanj. Nekateri raki, motnje imunskega sistema in degenerativne bolezni živcev so bile povezane z nepravilnim delovanjem Ub, kar kaže na možne možnosti zdravljenja ali poti za nadaljnje raziskave.