Ubiquitin (Ub) wurde erstmals 1975 identifiziert und wurde als Protein in Kalbsbries gefunden, und es wurde angenommen, dass es etwas mit reifenden weißen Blutkörperchen zu tun hat. Später in allen Geweben eukaryontischer Organismen vieler Arten gefunden, erhielt es den Namen Ubiquitin, der sich vom lateinischen Wort für „überall“ ableitet. Es ist ein regulatorisches Protein, das für das Proteinrecycling verantwortlich ist und seine Aufgaben wahrnimmt, indem es an Proteine bindet und diese zur Zerstörung markiert. Dieses Tag dirigiert die markierten Proteine zu dem Proteasom-Komplex, der diese abbaut und recycelt, oder das Tag kann zu anderen Proteinen zur Modifikation, Desoxyribonukleinsäure (DNA)-Reparatur oder Gentranskription dirigieren. Es gilt als das konservativste aller Proteine, da sich seine Sequenz von 76 Aminosäuren bei allen Spezies, ob Pflanze, Tier oder Mensch, nur geringfügig unterscheidet.
Der Prozess, durch den dieses Protein Proteine markiert, nutzt drei Enzyme: E1, das Ub aktiviert und in einen reaktiven Zustand versetzt, E2, das dann die Bindung von Ub an Proteine katalysiert, und E3, eine Ubiquitin-Ligase, die das Protein identifiziert . In dieser Enzymkaskade ist Ub dann in der Lage, den Schutz des Proteins gegen Proteasomen aufzulösen, sodass das Proteasom es schnell abbauen und zerstören kann. Ansammlungen anomaler Proteine innerhalb einer Zelle entstehen oft durch DNA-Mutationen oder Fehlübersetzungen von Genen. Da diese abweichenden Proteine die Funktionen einer Zelle zerstören können, wird angenommen, dass diese Zerstörung die zugrunde liegende Belastung ist, die zu Krankheiten wie Alzheimer, Huntington und Parkinson führt. Die Nutzung des Proteasom-vermittelten Abbaus ist eine der Möglichkeiten, wie eine Zelle die Reparatur und Ausscheidung der abweichenden Proteine erreichen kann.
Wenn Ubiquitin an ein Protein bindet, kann es auch mehr Ubiquitin-Moleküle anziehen. Diese interagieren mit ihm und führen manchmal Modifikationen durch, wie die Zerstörung von Samenzellen nach der Befruchtung, die Regulierung des Abbaus bis zur Zerstörung oder die Antigenverarbeitung und DNA-Transkriptionen und -Reparaturen. Es hat eine so große Vielfalt an Funktionen innerhalb der Proteine einer Zelle, dass manche glauben, dass es in fast jedem zellulären Prozess eine Rolle spielt. Es gibt auch viele Ubiquitin-ähnliche Proteine (UBLs), die unterschiedliche Rollen bei der Modifikation von Zellen haben. Einer ist ein Interferon-stimulierender Gen-Modifikator, ein anderer ist ein Neuronenzellen-Downregulator, und noch ein anderer befasst sich mit den F-Antigenen in menschlichen Leukozyten.
Histologische Abteilungen können Antikörper gegen diese Substanz verwenden, um Zellen mit abnormalen Ansammlungen anomaler Proteine in Zellen zu identifizieren und diese Antikörper als Krankheitsmarker zu verwenden. Die Forschung hat dieses Antigen entwickelt, um neurofibrilläre Knäuel im Zusammenhang mit Alzheimer, Einschlüsse in Motoneuron-Erkrankungen und Mallory-Körper bei alkoholischer Lebererkrankung zu erkennen. Es gibt einige genetische Störungen, die mit Ubiquitin verbunden sind. Eine davon ist eine Mutation einer E3-Ubiquitin-Ligase, die zu einer autosomal-rezessiven Wachstumsverzögerung namens 3M-Syndrom führt. Eine andere ist eine Fehlregulation und Störung eines Gens beim Liddle-Syndrom, das Bluthochdruck verursacht. Es wird auch angenommen, dass eine Genstörung die Ursache des Angelman-Syndroms ist, das wiederum auf die E3-Ubiquitin-Ligase-Fehlfunktion zurückgeführt wird.
Bei fast 50 % aller Krebstumoren fehlt ein bestimmtes Protein, das als „Wächter des Genoms“ bezeichnet wird. Solange Zellen dieses bestimmte Gen produzieren können, ist die Entwicklung von Krebs in einer Zelle verboten. Ubiquitin und seine E3-Ubiquitin-Ligase verbinden sich mit diesem speziellen Protein in einer Zelle und diese Bindung führt zu einer DNA-Reparatur des Proteins und ermöglicht es ihm, seine Lebensfähigkeit wiederherzustellen. Das Ubiquitin-Proteasom-System reduziert auch die Größe von Virusproteinen zur Zerstörung, um das körpereigene Immunsystem zu unterstützen. Erst im Mai 2011 wurde auf der 102. Tagung der American Association for Cancer Research bekannt gegeben, dass die Enzymprozesse des Proteins mit der Unterstützung des Körpers in Verbindung gebracht werden, Chemotherapien bei nicht-kleinzelligem Lungenkrebs nicht abzulehnen.