E3泛素连接酶催化泛素从e2 -泛素结合物转移到目标蛋白。一般来说，泛素是通过酰胺键的形成转移到目标蛋白的特定赖氨酸残基上的，但也有少数目标蛋白的半胱氨酸、丝氨酸和苏氨酸残基的泛素化被证实(McDowell和Philpott 2013, Berndsen和Wolberger 2014综述)。基于蛋白质的同源性,家庭的E3泛素连接酶已确定,包括环形连接(综述Deshaies et al . 2009年,Metzger et al . 2012年,Metzger et al . 2014年),HECT-type连接(综述Rotin et al . 2009年,Metzger et al . 2012年),和RBR-type连接(了鸽子et al . 2016年)。RING-type连接酶的一个子集参与CULLIN-RING连接酶复合物(包括SCF复合物的CRLs, Lee和Zhou 2007, Genschik et al. 2013, Skaar et al. 2013, Lee et al. 2014)。
一些E3-E2组合催化靶蛋白的单泛素化(Nakagawa和Nakayama 2015年综述)。其他E3-E2组合催化泛素单体与初始泛素结合，形成泛素链。(一些E3-E2组合也可能预装多聚泛素，并将其作为单元转移到靶蛋白上。)泛素包含几个赖氨酸(K)残基和一个游离氨基，可以进一步与泛素结合。因此可能有不同类型的多聚泛素:K11链接多泛素在内质网相关降解(ERAD)中被观察到，K29链接多泛素在溶酶体降解中被观察到，K48链接多泛素引导目标蛋白到蛋白酶体进行降解，而K63链接多聚泛素通常作为支架，在若干细胞过程中招募其他蛋白质，特别是DNA修复(Komander等，2009年综述)。