Η οδός ουβικουϊτίνης-πρωτεασώματος είναι μια ενδοκυτταρική οδός που επιτρέπει σε ένα κύτταρο να χωνέψει πρωτεΐνες που είναι παλιές και επομένως δεν είναι πιθανό να λειτουργήσουν καλά, ή πρωτεΐνες που είχαν δυσμορφία καθώς δημιουργήθηκαν. Χωρίς τις πρωτεΐνες της ουβικουϊτίνης-πρωτεασώματος που δεν λειτουργούν με την ίδια αποτελεσματικότητα όπως οι νεότερες πρωτεΐνες, ένα κύτταρο θα κατέληγε σε σπατάλη πολύτιμων βιολογικών πόρων, κάτι που θα είχε αρνητική επίδραση σε ολόκληρο τον οργανισμό, είτε αυτός ο οργανισμός είναι μονοκύτταρος είτε πολύ- κυτταρικός. Αυτή η οδός είναι πανταχού παρούσα – όπως ονομάζεται κατάλληλα «ubiquitin» – και μπορεί να βρεθεί σε οργανισμούς που κυμαίνονται από τα μονοκύτταρα αρχαιοβακτηρίδια έως τους ανθρώπους.
Η πανταχού παρουσία είναι μια διαδικασία που, όπως θα έδειχνε και το όνομά της, συμβαίνει στα περισσότερα κυτταρικά μόρια πρωτεΐνης. Καθώς οι κυτταρικές πρωτεΐνες κυκλώνουν τις μεταβολικές διεργασίες ή άλλους βιολογικούς κύκλους, συχνά απαντώνται παντού με χρήση και κυκλική επανάληψη. Αυτός είναι ένας βιολογικός δείκτης για την ηλικία ή τη χρήση μιας συγκεκριμένης πρωτεΐνης. Επισημαίνοντας μια πρωτεΐνη με αλυσίδες ουβικουϊτίνης που υποδεικνύουν πόσες φορές έχει κυκλωθεί μια πρωτεΐνη, ένα κύτταρο έχει έναν τρόπο να γνωρίζει ποιες πρωτεΐνες διασπώνται και πρέπει να αφομοιωθούν, δημιουργώντας έτσι τη δυνατότητα δημιουργίας νέων πρωτεϊνών από τα ανακυκλωμένα συστατικά αμινοξέων που προκύψει από αυτήν τη διάσπαση.
Για ορισμένα μόρια, η πανταχού παρουσία μπορεί να αλλάξει τη λειτουργία μιας πρωτεΐνης, με τον ίδιο τρόπο που μπορεί και η φωσφορυλίωση. Μια μοναδική περίπτωση πανταχού παρουσίας δεν επισημαίνει μια πρωτεΐνη για πέψη μέσω του πρωτεασώματος. Η πολυ-ουβικιτινοποίηση, ωστόσο, σηματοδοτεί μια πρωτεΐνη για διάσπαση στην οδό ουβικουϊτίνης-πρωτεασώματος, παρακάμπτοντας αυτό το μόριο πολυ-ουβικιτινοποιημένου στο πρωτεάσωμα.
Η οδός ουβικουϊτίνης-πρωτεασώματος οδηγείται από τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP), μια κοινή ενδοκυτταρική πηγή ενέργειας. Τα ένζυμα που σχετίζονται με την πανταχού παχυσαρκία, όπως τα Ε1, Ε2, Ε3 και Ε4, διευκολύνουν την πανταχού παρουσία πρωτεϊνών, ανεξάρτητα από το αν αυτή η πρωτεΐνη επισημαίνεται μόνο μία φορά ή γίνεται πολυ-ουβικιτινοποιημένη. Υπάρχουν πολλές διαφορετικές παραλλαγές συγκεκριμένων ενζύμων σε αυτές τις οικογένειες ενζύμων Ε1-Ε4. Όταν η πολυ-ουβικιτινοποιημένη πρωτεΐνη τελικά δρομολογηθεί στο πρωτεάσωμα, πρέπει επίσης να παρέχεται ΑΤΡ ώστε το πρωτεάσωμα να έχει αρκετή ενέργεια ενεργοποίησης για να σπάσει τους δεσμούς της πρωτεΐνης που έχει επισημανθεί για αποικοδόμηση.
Η οδός ουβικουϊτίνης-πρωτεασώματος μπορεί επομένως να θεωρηθεί ως ενδοκυτταρικός ανακυκλωτής πρωτεϊνών. Διαχωρίζει παλιές ή αναδιπλωμένες πρωτεΐνες σε μικρότερες μονάδες – αμινοξέα ή μικρές ομάδες αμινοξέων – που μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν από το κύτταρο για τη δημιουργία νέων πρωτεϊνών. Ενώ η πολυ-ουβικιτινοποίηση είναι η πιο κοινή αιτία αποδόμησης της πρωτεΐνης που οδηγείται από πρωτεασώματα, το πρωτεάσωμα μπορεί επίσης να διασπάσει δυσλειτουργικές ή λανθασμένες πρωτεΐνες με τρόπο ανεξάρτητο από την ουβικιτίνη. Δεδομένου ότι το πρωτεάσωμα παίζει βοηθητικό ρόλο στη λειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος, ορισμένα ενδοκυτταρικά μόρια μπορούν επίσης να υποβαθμιστούν από το πρωτεάσωμα λόγω της παρουσίασης αντιγόνου ως συνέπεια των ενδοκυτταρικών αντιδράσεων του ανοσοποιητικού συστήματος.