蛋白質的泛素化修飾主要發生在賴氨酸殘基的側鏈,且通常是多聚化 (多泛素化) 過程。被多泛素化修飾的蛋白質會被蛋白酶體(proteasome)識別進而被降解 。泛素激活酶E1首先激活泛素分子共價連接其活性位點半胱氨酸殘基。活化的泛素被轉移到E2半胱氨酸上。一旦與泛素結合,E2分子通過結構保守的結合區與幾個泛素連接酶中的一個或E3結合。E3分子負責結合目標蛋白底物并將泛素從E2半胱氨酸轉移到目標蛋白上的賴氨酸殘基上 。