泛素有七個賴氨酸殘基(K6，K11，K27，K29，K33，K48，K63)和壹個蛋氨酸殘基(M1)。泛素主要由賴氨酸殘基和蛋氨酸殘基連接。得到的泛素鏈具有壹定的拓撲結構，蛋白質底物的功能可以通過修飾來確定。
將泛素加到底物蛋白上，稱為蛋白的泛素化。蛋白質泛素化是壹種動態的、多方面的翻譯後修飾，幾乎涉及真核生物的所有方面。泛素涉及激活、結合和連接三個主要步驟，分別由泛素激活酶(E1)、泛素結合酶(E2s)和泛素連接酶(E3s)完成。其中，人類E1有兩種:UBA1和UBA6人類E2有35種；有數百個人類E3。
E3酶有兩個結構域之壹:HECT結構域和環狀結構域。HECT結構域的E3連接酶首先結合泛素本身，然後將泛素轉移到底物上，而環結構域的E3連接酶使E2酶直接將泛素轉移到底物上。
HECT結構域E3通過兩種機制連接泛素靶底物:首先泛素從E2的活性位點轉移到E3活性位點的Cys，然後靶底物中的Lys殘基被泛素化。相反，環和環相關結構域E3連接酶在壹步中用作泛素化靶底物的支架:E2直接將泛素轉移到靶底物中的Lys殘基。
目前，E4酶仍然存在於人體內。E4酶是壹種泛素鏈延伸因子，可以延伸單個泛素化底物的泛素鏈，形成多泛素化。
單泛素化是將泛素分子添加到底物蛋白殘基上。多單泛素化是在多個底物殘基上增加壹個泛素分子。多泛素化是在底物蛋白的單個殘基上形成普遍存在的蛋白鏈。目前泛素能結合的底物殘基有賴氨酸、絲氨酸、半胱氨酸和酪氨酸。
根據泛素與底物的連接位點，有M1、K6、K11、K27、K29、K33、K48、K63、G76等9種泛素化方法。不同的泛素化方式調節不同的功能。其中與蛋白酶體降解相關的泛素化為K48。
壹項全面的蛋白質組學研究確定了數千種蛋白質中的數千個泛素化位點。大多數蛋白質會在它們細胞生命中的某個時刻經歷泛素化。
蛋白質中泛素-蛋白酶體降解的研究主要是關於兩種蛋白質之間的關系，即E3連接酶和底物蛋白。
環己酰亞胺，CHX)是細胞內蛋白質合成的抑制劑。MG132是蛋白酶體抑制劑。
在圖3中，與MG132的未處理組相比，MG132處理組的底物蛋白在各個時間點沒有明顯變化，而MG132處理組的底物蛋白水平在2h、4h和8h有明顯下降。說明底物的降解與蛋白酶體有關。
在圖4中，隨著E3泛素連接酶表達的增加，底物蛋白的表達水平相應降低。在圖5中，隨著E3泛素連接酶活性失活突變表達量的增加，底物蛋白的表達量沒有明顯變化。在圖6中，E3泛素連接酶在細胞中的表達水平被E3泛素連接酶的siRNA敲低，底物蛋白的表達水平相應增加。在圖7中，過表達E3泛素連接酶降低了底物蛋白的半衰期。在圖8中，敲除E3泛素連接酶增加了底物蛋白的半衰期。這表明E3泛素連接酶可以降低底物蛋白的表達水平。
免疫沈澱用於檢測兩種蛋白之間的相互作用。大致分為以下三種類型:
通過文獻或生物信息學分析E3泛素連接酶和底物蛋白的不同結構域。圖15顯示了E3泛素連接酶的不同結構域:結構域1、結構域2、結構域3、結構域4；圖15是底物蛋白不同結構域的示意圖:domaina、domainb、domainc和domaind。免疫沈澱用於檢測兩種蛋白質之間不同結構域的相互作用，如圖16和圖17所示。找到對應的結構域後，檢測這兩個結構域之間的相互作用，如圖18和圖19所示。
通常，通過外源表達的泛素分子來檢測蛋白質的泛素化，也可以使用內源性泛素抗體。因為泛素化是泛素分子和底物蛋白之間的價鍵，SDS不能破壞這種相互作用，所以在圖20中可以看到多泛素化鏈的存在。壹個泛素分子約為8.5KD，所以IB結果中基於底物蛋白可能存在清晰的梯狀帶或塗抹帶。
蛋白質泛素化是蛋白質的翻譯後修飾，可以調節蛋白質的功能。目前泛素化類型有K6，K11，K27，K29，K33，K48，K63，即泛素分子和蛋白* *的K6，K11，K27，K29，K33，K48，K63。壹般認為K48的泛素化可以被蛋白酶體識別。因此，有必要確認蛋白質的泛素鏈是K48鏈。泛素分子賴氨酸單位點突變(見圖21)或泛素分子單壹賴氨酸保留突變(見圖23)，以及底物的蛋白泛素化類型通過免疫沈澱和蛋白質印跡進行檢測，如圖22和24所示。
通過過表達(圖25)或敲低(圖26)E3泛素連接酶來檢測底物蛋白泛素化水平的變化。
體外泛素可以消除體內的復雜環境，使E3泛素連接酶直接與底物蛋白相互作用，使得E3泛素連接酶的泛素化底物蛋白更有說服力。體外UB、E1、E2、ATP、緩沖液都有市售試劑盒。我們只需要純化E3泛素連接酶和底物蛋白進行體外泛素化反應，就可以檢測底物蛋白的泛素化。