Cuando una solución de una proteína se hierve, la proteína con frecuencia se vuelve insoluble—es decir, se desnaturaliza-y permanece insoluble incluso cuando la solución se enfría. La desnaturalización de las proteínas de la clara de huevo por calor—como cuando se hierve un huevo-es un ejemplo de desnaturalización irreversible. La proteína desnaturalizada tiene la misma estructura primaria que la proteína original o nativa., Sin embargo, las fuerzas débiles entre los grupos cargados y las fuerzas más débiles de atracción mutua de los grupos no polares se interrumpen a temperaturas elevadas; como resultado, la estructura terciaria de la proteína se pierde. En algunos casos, la estructura original de la proteína puede regenerarse; el proceso se llama renaturalización.

la desnaturalización puede producirse de varias maneras. Las proteínas se desnaturalizan mediante tratamiento con alcalinos o ácidos, agentes oxidantes o reductores y ciertos disolventes orgánicos., Entre los agentes desnaturalizantes son interesantes aquellos que afectan a la estructura secundaria y terciaria sin afectar a la estructura primaria. Los agentes más utilizados para este fin son la urea y el cloruro de guanidinio. Estas moléculas, debido a su alta afinidad por los enlaces peptídicos, rompen los enlaces de hidrógeno y los puentes salinos entre las cadenas laterales positivas y negativas, aboliendo así la estructura terciaria de la cadena peptídica. Cuando los agentes desnaturalizantes se eliminan de una solución de proteína, la proteína nativa se vuelve a formar en muchos casos., La desnaturalización también se puede lograr mediante la reducción de los enlaces disulfuro de cistina, es decir, la conversión del enlace disulfuro (—S―S―) a dos grupos sulfhidrilo (―SH). Esto, por supuesto, resulta en la formación de dos cisteínas. La reoxidación de las cisteínas por exposición al aire a veces regenera la proteína nativa. En otros casos, sin embargo, las cisteínas equivocadas se unen entre sí, lo que resulta en una proteína diferente. Finalmente, la desnaturalización también se puede lograr exponiendo las proteínas a disolventes orgánicos como el etanol o la acetona., Se cree que los disolventes orgánicos interfieren con la atracción mutua de grupos no polares.

algunas de las proteínas más pequeñas, sin embargo, son extremadamente estables, incluso contra el calor; por ejemplo, las soluciones de ribonucleasa pueden exponerse por períodos cortos de tiempo a temperaturas de 90 °C (194 °F) sin sufrir una desnaturalización significativa. La desnaturalización no implica cambios idénticos en las moléculas de proteínas. Una propiedad común de las proteínas desnaturalizadas, sin embargo, es la pérdida de actividad biológica, por ejemplo, la capacidad de actuar como enzimas u hormonas.,

aunque la desnaturalización se había considerado durante mucho tiempo una reacción de todo o nada, ahora se cree que existen muchos estados intermedios entre la proteína nativa y la desnaturalizada. En algunos casos, sin embargo, la ruptura de un enlace clave podría ser seguida por la ruptura completa de la conformación de la proteína nativa.

aunque muchas proteínas nativas son resistentes a la acción de la enzima tripsina, que descompone las proteínas durante la digestión, son hidrolizadas por la misma enzima después de la desnaturalización., Los enlaces peptídicos que pueden ser divididos por la tripsina son inaccesibles en las proteínas nativas, pero se vuelven accesibles durante la desnaturalización. Del mismo modo, las proteínas desnaturalizadas dan reacciones de color más intensas para la tirosina, la histidina y la arginina que las mismas proteínas en el estado nativo. La mayor accesibilidad de los grupos reactivos de proteínas desnaturalizadas se atribuye a un despliegue de las cadenas peptídicas.,

si la desnaturalización puede producirse fácilmente y si la renaturalización es difícil, ¿cómo se mantiene la conformación nativa de las proteínas globulares en los organismos vivos, en los que se producen paso a paso, mediante la incorporación de un aminoácido a la vez? Los experimentos sobre la biosíntesis de proteínas a partir de aminoácidos que contienen carbono radiactivo o hidrógeno pesado revelan que la molécula de proteína crece paso a paso desde el extremo N hasta el extremo C; En cada paso se incorpora un solo residuo de aminoácido., Tan pronto como la cadena peptídica en crecimiento contiene seis o siete residuos de aminoácidos, las cadenas laterales interactúan entre sí y, por lo tanto, causan desviaciones de la configuración de la cadena recta o β. Dependiendo de la naturaleza de las cadenas laterales, esto puede resultar en la formación de una hélice α o de bucles cerrados por enlaces de hidrógeno o puentes de disulfuro. La conformación final se congela probablemente cuando la cadena del péptido alcanza una longitud de 50 o más residuos del aminoácido.