SUMO fehérje ( Small Ubiquitin-like Modifier protein) az ubikvitinhez hasonló szerkezetű, de más összetételű kis fehérje, az ubikvitinszerű fehérjék (ubiquitin-like proteins) családjának tagja. Az ubikvitinhez hasonlóan kötődik más fehérje N-végi lizinjének az ε-aminocsoportjával izopeptid kötéssel három enzim (E1, e2 és E3) segítségével (→ubikvitinezés). Fehérjékhez kötődve, vagy azoktól elválva befolyásolja az adott fehérje működését. Részt vesz számos sejtfolyamatban, pl. mag–plazma szállítás, átíródás, sejtvégzet), a legjelentősebb a fehérjebontás. A fehérjéhez kötődését SUMO-lezésnek (sumoylation) nevezzük.