泛素是一个保守的多肽单元，在泛素-蛋白酶体途径中起重要作用。泛素可以通过泛素化过程与许多细胞蛋白质共价连接，泛素化过程以26S蛋白酶体降解的蛋白质为目标。目标蛋白泛素结合过程涉及三种成分。泛素首先通过与激活组分E1形成硫醇络合物来激活，活化泛素随后转移至泛素载体蛋白E2，然后从E2转移至泛素连接酶E3，以最终输送至目标蛋白赖氨酸残基（1-3）的ε-NH2。泛素-蛋白酶体途径涉及广泛的正常生物学过程和疾病相关异常。一些蛋白质如IκB、p53、cdc25A和Bcl-2已被证明是泛素-蛋白酶体过程的靶点，作为细胞周期进程、分化、细胞应激反应和凋亡调节的一部分。