A causa di errori nella traduzione e nello splicing dell'RNA di trascrizione, alcune proteine non si ripiegano mai correttamente e devono essere degradate. Negli eucarioti, la via principale per la degradazione selettiva delle proteine è è la via ubiquitina-proteasomica. Un'ubiquitina ligasi può distinguere una proteina normale da una proteina bersaglio riconoscendo alcuni segnali di degradazione sulla loro superficie.

Catalizza quindi il trasferimento di diverse molecole di ubiquitina ad un aminoacido specifico sulle proteine bersaglio per prepararle alla degradazione. Queste proteine poli-ubiquinate sono degradate da un complesso di proteasi ATP-dipendente chiamato proteasoma. Ogni proteasoma è costituito da un cilindro centrale cavo, o il nucleo, e grandi complessi proteici ad anello chiamati caps, ad una o entrambe le estremità del nucleo.

Il nucleo è formato da subunità multiple di proteina che si assemblano come una pila di anelli. I siti proteolitici attivi del nucleo, giacciono nella sua camera interna cava. I caps, alla fine del nucleo del proteasoma, agiscono come guardiani, e permettono solo a proteine marcate dall'ubiquitina l'ingresso nel nucleo.

I caps contengono una deubiquitinasi, che rimuove l'ubiquitina dalla proteina di substrato, in modo che l'ubiquitina rilasciata possa essere reciclata. Il cap usa quindi l'energia dall'idrolisi di ATP per distendere la proteina bersaglio, e comincia ad alimentare la proteina nel nucleo. Con cicli successivi di idrolisi dell'ATP, la proteina dispiegata raggiunge il nucleo del proteasoma dove viene digerita dalle proteasi che rivestono la camera interna.

Il proteasoma converte l'intera proteina in catene peptidiche corte che sono poi rilasciate nel citosol. Questi peptidi vengono poi ulteriormente degradati dalle peptidasi citosoliche nei loro aminoacidi costituenti, che possono essere riutilizzati dalla cellula.