Η πρωτεΐνη Ubiquitin (Ub) είναι μια ρυθμιστική πρωτεΐνη που βρίσκεται σε όλους τους ιστούς των ευκαρυωτικών οργανισμών, που είναι αυτοί που έχουν πολύπλοκες κυτταρικές δομές που περιβάλλονται από μεμβράνες. Ζώα, φυτά και μύκητες περιλαμβάνονται σε αυτή την κατηγορία. Ο κύριος ρόλος της πρωτεΐνης ουβικιτίνης είναι να επισημαίνει άλλες πρωτεΐνες για καταστροφή. Όταν τουλάχιστον τέσσερις προσκολλώνται σε άλλη πρωτεΐνη, το κύτταρο αρχίζει να την αποσυναρμολογεί.
Αποτελούμενη από μια αλληλουχία μόνο 76 αμινοξέων, η πρωτεΐνη ουβικιτίνης διαφέρει ελάχιστα μεταξύ των οργανισμών. Υπάρχει μόνο μια μικρή διαφορά μεταξύ της ανθρώπινης εκδοχής και αυτής που βρίσκεται στη ζύμη, υποδηλώνοντας ότι η δομή της είναι απαραίτητη για τη σύνθετη λειτουργία των κυττάρων. Η αμινο-αλληλουχία έχει διατηρηθεί κατά τη διάρκεια της εξελικτικής ιστορίας.
Τα κύτταρα κατασκευάζουν συνεχώς πρωτεΐνες που εκτελούν συγκεκριμένες λειτουργίες. Η αποσυναρμολόγηση αυτού του τύπου πρωτεΐνης είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος για να διασφαλιστεί ότι η διαδικασία που σχετίζεται με αυτήν θα σταματήσει. Η πρωτεΐνη Ubiquitin παίζει κεντρικό ρόλο στην αποβολή πρωτεϊνών που δεν χρειάζονται πλέον. Σε μια επεξεργασμένη που ονομάζεται ουβικιτίνη, οι πρωτεΐνες που πρόκειται να ανακυκλωθούν λαμβάνουν μια μοριακή ετικέτα, την πρωτεΐνη ουβικιτίνης.
Οι ρυθμιστικές πρωτεΐνες που έχουν ολοκληρώσει τη λειτουργία τους πιστεύεται ότι προκαλούν ένα σήμα που προσελκύει την πρωτεΐνη ουβικιτίνη. Τρεις τύποι ενζύμων χρειάζονται για να ολοκληρωθεί η προσκόλληση. Το Ε1, ή ένζυμα που ενεργοποιούν το Ub, βάζουν την ουβικιτίνη σε αντιδραστική κατάσταση. Η προσκόλληση στην πρωτεΐνη καταλύεται από ένζυμα σύζευξης Ε2 ή Ub. Ένας τρίτος τύπος ενζύμου, το Ε3, δρα για την αναγνώριση της πρωτεΐνης που πρέπει να αφαιρεθεί.
Ένας μεμονωμένος οργανισμός μπορεί να περιέχει πολλές διαφορετικές εκδοχές αυτών των ενζύμων. Υπάρχουν πάνω από δώδεκα παραλλαγές του ενζύμου Ε2 στη ζύμη, για παράδειγμα. Ένας συνδυασμός αυτών των παραλλαγών θεωρείται ότι διευκολύνει την επισήμανση της ουβικιτίνης των πρωτεϊνών που σχετίζονται με συγκεκριμένες λειτουργίες.
Μια πρωτεΐνη που αναγνωρίζεται από τέσσερις ή περισσότερες ετικέτες τροφοδοτείται στο πρωτεάσωμα, μια κοίλη δομή που διασπά τις πρωτεΐνες σε μεμονωμένα μέρη. Η ετικέτα πρωτεΐνης ουβικιτίνης λειτουργεί σαν ένα χημικό κλειδί για να ανοίξει το πρωτεάσωμα. Όταν ξεκινήσει η αποσυναρμολόγηση, οι ετικέτες Ub απελευθερώνονται και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ξανά. Το βραβείο Νόμπελ Χημείας του 2004 απονεμήθηκε στους ανακαλυπτές αυτής της διαδικασίας.
Η πρωτεΐνη ουβικιτίνη παίζει κεντρικό ρόλο σε πολλές διαφορετικές κυτταρικές διεργασίες. Η δυσλειτουργία στις διαδικασίες που προκαλούνται από το Ub μπορεί να οδηγήσει σε μια σειρά από παθολογικές καταστάσεις. Ορισμένοι καρκίνοι, διαταραχές του ανοσοποιητικού συστήματος και εκφυλιστικές ασθένειες των νεύρων έχουν συνδεθεί με την ακατάλληλη λειτουργία Ub, υποδεικνύοντας πιθανές θεραπευτικές επιλογές ή οδούς για περαιτέρω έρευνα.