SUMO化，全稱SUMOylation，是一種蛋白質翻譯後修飾過程，涉及SUMO（small ubiquitin-related modifier）蛋白與目標蛋白質的共價結合。SUMO化修飾在細胞周期調控、基因表達、DNA損傷修復等多個生物學過程中發揮著重要作用，通過調控蛋白質的相互作用、定位、轉錄活性和穩定性等來影響細胞功能。SUMO化是一個多步驟的過程，包括SUMO基團的活化、與目標蛋白質的賴氨酸殘基共價結合，以及SUMO化過程的逆轉。
在人類基因組中，主要編碼有四種SUMO亞型，即SUMO1、SUMO2、SUMO3和SUMO4。這些亞型在胺基酸水平上的同源性不同，其中SUMO2和SUMO3具有很高的同源性（97%），而與SUMO1的同源性較低（46%）。SUMO1通常以單體的形式附著在賴氨酸位點上，而SUMO2和SUMO3可以形成聚合的SUMO鏈。
SUMO化與多種疾病的發生和發展有關，包括癌症、神經退行性疾病、心臟病等。組蛋白的SUMO化在調節應激反應、細胞周期和細胞分化中發揮重要作用，並與DNA損傷修復過程密切相關。此外，SUMO化修飾的檢測和分析對於理解這些疾病的分子機制至關重要。