Pirmo reizi identificēts 1975. gadā, ubikvitīns (Ub) ir atrodams kā proteīns, kas izolēts teļu saldajā maizē, un tika pieņemts, ka tam ir kāds sakars ar balto asins šūnu nobriešanu. Vēlāk atrasts visos daudzu sugu eikariotu organismu audos, tam tika dots nosaukums ubikvitīns, kas cēlies no latīņu vārda “visur”. Tas ir regulējošs proteīns, kas atbild par proteīnu pārstrādi, kas veic savus pienākumus, saistoties ar olbaltumvielām un iezīmējot tās iznīcināšanai. Šis marķējums novirza marķētos proteīnus uz proteasomu kompleksu, kas tos noārda un pārstrādā, vai arī marķējums var novirzīt uz citiem proteīniem modificēšanai, dezoksiribonukleīnskābes (DNS) labošanai vai gēnu transkripcijai. To uzskata par konservatīvāko no visiem proteīniem, jo tā 76 aminoskābju secība ļoti nedaudz atšķiras visās sugās, neatkarīgi no tā, vai tās ir augu, dzīvnieku vai cilvēku.
Procesā, kurā šis proteīns iezīmē proteīnus, tiek izmantoti trīs enzīmi: E1, kas aktivizē Ub un pārvērš to reaktīvā stāvoklī, E2, kas pēc tam katalizē Ub saistīšanos ar olbaltumvielām, un E3, ubikvitīna ligāze, kas identificē proteīnu. . Šajā enzīmu kaskādē Ub pēc tam spēj izkliedēt proteīna aizsardzību pret proteasomām, lai proteasoma varētu to ātri noārdīties un iznīcināt. Aberrantu proteīnu uzkrāšanās šūnā bieži rodas DNS mutāciju vai gēnu nepareizas tulkošanas dēļ. Tā kā šīs novirzes olbaltumvielas var izraisīt postījumus ar šūnu funkcijām, tiek uzskatīts, ka šis postījums ir pamatā esošajām ciešanām, kas izraisa tādas slimības kā Alcheimera, Hantingtona un Parkinsona slimības. Proteasomu izraisītas degradācijas izmantošana ir viens no veidiem, kā šūna var panākt novirzes proteīnu atjaunošanos un izvadīšanu.
Kad ubikvitīns piesaistās olbaltumvielai, tas var piesaistīt vairāk ubikvitīna molekulu uz ainu, lai pievienotos. Tie mijiedarbojas ar to un dažreiz veic modifikācijas, piemēram, spermas šūnu iznīcināšanu pēc apaugļošanas, regulējot degradāciju līdz iznīcināšanai vai antigēnu apstrādi un DNS transkripciju un labošanu. Tam ir tik daudz dažādu funkciju šūnu proteīnos, ka tas ir licis dažiem domāt, ka tam ir nozīme gandrīz visos šūnu procesos. Ir arī daudzi ubikvitīnam līdzīgi proteīni (UBL), kuriem ir atšķirīga loma šūnu modifikācijās. Viens no tiem ir interferonu stimulējošais gēnu modifikators, otrs ir neironu šūnu regulētājs, bet vēl viens nodarbojas ar F antigēniem cilvēka leikocītos.
Histoloģijas nodaļas var izmantot antivielas pret šo vielu, lai identificētu šūnas ar patoloģisku aberrantu proteīnu uzkrāšanos šūnās un izmantotu šīs antivielas kā slimības marķierus. Pētījumos ir izstrādāts šis antigēna lietojums, lai noteiktu ar Alcheimera slimību saistītus neirofibrilārus samezglojumus, ieslēgumus motoro neironu slimībās un maloriskus ķermeņus alkohola aknu slimībās. Ir daži ģenētiski traucējumi, kas saistīti ar ubikvitīnu. Viena no tām ir E3 ubikvitīna-ligāzes mutācija, kas izraisa autosomāli-recesīvu augšanas aizturi, ko sauc par 3M sindromu. Vēl viens ir nepareizs regulējums un gēna darbības traucējumi Lidla sindromā, kas izraisa hipertensiju. Tiek uzskatīts, ka Angelmana sindroma cēlonis ir arī gēnu darbības traucējumi, kas atkal ir saistīti ar E3 ubikvitīna-ligāzes disfunkciju.
Ir konstatēts, ka gandrīz 50% no visiem vēža audzējiem trūkst noteikta proteīna, kas tiek saukts par “genoma sargātāju”. Kamēr šūnas spēj ražot šo konkrēto gēnu, vēzim šūnā ir aizliegts attīstīties. Ubikvitīns un tā E3 ubikvitīna-ligāze šūnā saistās ar šo konkrēto proteīnu, un šī saistīšanās rada proteīna DNS atjaunošanos un ļauj tai atgūt dzīvotspēju. Ubikvitīna-proteasomu sistēma arī samazina vīrusa proteīnu lielumu iznīcināšanai, lai palīdzētu organisma imūnsistēmai. Tikai 2011. gada maijā Amerikas Vēža pētniecības asociācijas 102. konvencijā tika paziņots, ka proteīna enzīmu procesi ir saistīti ar palīdzību organismam nenoraidīt ķīmijterapijas nesīkšūnu plaušu vēža gadījumā.