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泛素蛋白酶体系统 (ubiquitin-proteasome system) 介导的蛋白降解，是机体调节细胞内蛋白质水平与功能的一个重要机制，包括泛素( ubiquitin)、泛素化启动酶系统、泛素蛋白酶体系统。泛素化启动酶系统（E1 泛素激活酶、E2 泛素结合酶、E3 泛素连接酶）负责活化泛素，并将泛素结合到待降解的蛋白上，形成蛋白带有多聚泛素链，使蛋白泛素化。泛素蛋白酶体系统，可以识别泛素化的蛋白，并将其降解。此外，细胞内还有另一类去泛素化的蛋白酶，形成反向调节。泛素蛋白酶体通路涉及许多细胞的生理过程。
泛素蛋白酶体信号通路，是胞质与核内的一种依赖 ATP 的蛋白降解信号通路，能高效并高选择地降解一些半衰期短的调节蛋白和一些结构异常或受损伤的蛋白,使靶蛋白以共价键连结多个泛素分子形成泛素链即泛素化，然后再输送到 26S 蛋白酶体被降解，可调节细胞周期、信号转导、核酸密码翻译、DNA 损伤修复、异常蛋白代谢、抗原提呈及细胞受体功能等，并与许多疾病的发生、发展密切相关。最近发现，内质网中的异常蛋白，也可被内质网蛋白降解通路 (ERAD)转 到胞质中，再被蛋白酶体降解。
研究证实,细胞内 80%~90% 的蛋白，通过泛素蛋白酶体通路降解。泛素的靶蛋白包括：细胞周期调节因子、肿瘤抑制因子、转录激活因子和抑制因子、细胞表面受体、突变或受损蛋白质等，通过以上靶蛋白的多聚泛素化并经蛋白酶体降解后，可影响或调节多种细胞活动。但蛋白泛素化是一个可逆的过程，细胞内同时还存在一些特异的去泛素化蛋白酶，可进行负向调节。
大量实验证明，泛素-蛋白酶体通路，是细胞内环境稳定的关键调节因素，细胞的许多重要蛋白，都在此通路的调控之下。泛素蛋白酶体通路在肿瘤的发病中有重要作用。肿瘤可起因于癌蛋白/生长因子的稳定高水平，或由于肿瘤抑癌蛋白的不稳定、被降解。某些癌蛋白常通过泛素蛋白酶体降解，如果不能及时地从细胞中清除,就会诱导细胞恶变，如泛素蛋白酶体降解的靶目标 N-Myc、cMyc、cFos、c-Jun、Src、腺病毒EIA蛋白等。
近年来发现,泛素蛋白酶体系统，也与神经细胞变性有关。如引起帕金森病的一个重要因子是parkin，后者是泛素蛋白酶体系统的E3泛素连接酶，能与E2泛素结合酶UCH7/8共同使某些过多的蛋白降解，而且parkin自身也经泛素化降解；一旦parkin突变，下调多巴胺类神经细胞某些过多的蛋白的降解，就会引起神经元损伤、帕金森病。在Alzheimer病中，神经纤维缠结、老年斑与Tau蛋白磷酸化后的泛素蛋白酶体降解下调有关；一些免疫病变、炎症、肌肉病变等，也与泛素蛋白酶体通路下调有关。
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