Ubikvitin-proteasomska pot je znotrajcelična pot, ki omogoča celici, da prebavi beljakovine, ki so stare in zato verjetno ne bodo delovale dobro, ali beljakovine, ki so bile napačno oblikovane, ko so bile ustvarjene. Brez beljakovin, ki sledijo poti ubikvitin-proteasoma, ki ne delujejo tako učinkovito kot novejše beljakovine, bi celica na koncu zapravila dragocene biološke vire, kar bi negativno vplivalo na celoten organizem, ne glede na to, ali je ta organizem enocelični ali več- celični. Ta pot je povsod prisotna – kot je ustrezno imenovan “ubikvitin” – in jo lahko najdemo v organizmih, od enoceličnih arhebakterij do ljudi.
Ubikvitinacija je proces, ki se, kot že ime pove, zgodi pri večini celičnih beljakovinskih molekul. Ker celične beljakovine krožijo skozi presnovne procese ali druge biološke cikle, so pogosto vseprisotne z uporabo in cikličnim ponavljanjem. To je biološki indikator za to, koliko je star ali uporabljen določen protein. Z označevanjem beljakovin z ubikvitinskimi verigami, ki označujejo, kolikokrat je bila beljakovina v ciklu, lahko celica ve, katere beljakovine se razgrajujejo in jih je treba prebaviti, kar omogoča ustvarjanje novih beljakovin s pomočjo recikliranih aminokislinskih sestavin, ki posledica te razčlenitve.
Za nekatere molekule lahko ubikvitinacija spremeni delovanje beljakovin, podobno kot fosforilacija. En sam primer ubikvitinacije ne označi beljakovine za prebavo skozi proteasom. Poli-ubikvitinacija pa označuje protein za razgradnjo na poti ubikvitin-proteasom s premikanjem te poli-ubikvitinirane molekule v proteasom.
Ubikvitin-proteasomsko pot poganja adenozin trifosfat (ATP), pogost znotrajcelični vir energije. Encimi, povezani z ubikvitinacijo, kot so E1, E2, E3 in E4, olajšajo ubikvitinacijo beljakovin, ne glede na to, ali je ta beljakovina označena samo enkrat ali postane poli-ubikvitinirana. V teh družinah encimov E1-E4 obstaja veliko različnih različic specifičnih encimov. Ko se poli-ubikvitinirani protein končno usmeri v proteasom, je treba zagotoviti tudi ATP, da ima proteasom dovolj aktivacijske energije za prekinitev vezi proteina, označenega za razgradnjo.
Pot ubikvitin-proteasoma lahko tako obravnavamo kot intracelularni recikler beljakovin. Stare ali napačno zvite beljakovine razbije na manjše enote – aminokisline ali majhne skupine aminokislin –, ki jih lahko celica nato uporabi za ustvarjanje novih beljakovin. Medtem ko je poli-ubikvitinacija najpogostejši vzrok za proteasomsko poganjano razgradnjo beljakovin, lahko proteasom razgradi tudi disfunkcionalne ali napačno zvite beljakovine na način, ki je neodvisen od ubikvitina. Ker ima proteasom koristno vlogo pri delovanju imunskega sistema, lahko proteasom razgradi tudi nekatere znotrajcelične molekule zaradi predstavitve antigena kot posledice odzivov znotrajceličnega imunskega sistema.