Når en løsning av et protein som er kokt, protein og ofte blir ikke oppløselig—det vil si, det er denaturert—og forblir uløselig selv når løsningen er avkjølt. Den denaturering av proteiner av eggehvite av varme—som når du koker et egg—er et eksempel på irreversible denaturering. Den denaturert protein har samme primære struktur som det opprinnelige, eller innfødt, protein., De svake krefter mellom belastet grupper og svakere styrker hverandre gjensidig tiltrekning av upolare grupper er forstyrret ved forhøyet temperaturer, imidlertid, som et resultat, tertiær struktur av protein går tapt. I noen tilfeller den opprinnelige strukturen av proteinet kan regenereres; prosessen kalles renaturation.

Denaturering kan gjennomføres på ulike måter. Proteiner er denaturert ved behandling med alkaliske eller sure, oksiderende eller reduksjonsmidler, og enkelte organiske løsemidler., Interessant blant denaturing agenter er de som påvirker sekundær og tertiær struktur, uten at det påvirker den primære struktur. Agenter som er mest brukt for dette formålet er urea og guanidinium klorid. Disse molekylene, på grunn av deres høy affinitet for peptid obligasjoner, bryte hydrogen obligasjoner og salt broer mellom positive og negative siden kjeder, og dermed avskaffe tertiær struktur av peptid-kjeden. Når denaturing agenter er fjernet fra et protein løsning, native protein re-former i mange tilfeller., Denaturering kan også oppnås ved reduksjon av disulfide obligasjoner i cystine—dvs., konvertering av disulfide bond (―S―S―) til to sulfhydryl grupper (―SH). Dette, selvfølgelig, resulterer i dannelsen av to cysteines. Reoxidation av cysteines ved eksponering til luft noen ganger gjenoppretter native protein. I andre tilfeller er, imidlertid, feil cysteines bli bundet til hverandre, noe som resulterer i et annet protein. Til slutt, denaturering kan også oppnås ved å utsette proteiner til organiske løsemidler, som for eksempel etanol eller aceton., Det antas at den organiske løsemidler forstyrre gjensidig tiltrekning av upolare grupper.

Noen av de mindre proteiner, derimot, er ekstremt stabil, selv mot varmen, for eksempel løsninger på ribonuclease kan være utsatt for korte perioder av gangen for å temperaturer opp til 90 °C (194 °F) uten å ha gjennomgått betydelige denaturering. Denaturering innebærer ikke identiske endringer i protein molekyler. En felles egenskap av denaturert proteiner, imidlertid, er tap av biologisk aktivitet, for eksempel, evnen til å fungere som enzymer eller hormoner.,

Selv om denaturering hadde lenge vært ansett som et alt-eller-ingenting reaksjon, det er nå antatt at mange mellomledd stater eksisterer mellom de innfødte og denaturert protein. I noen tilfeller, men det å bryte av en nøkkel bond kunne bli fulgt av et fullstendig sammenbrudd av konformasjon av det opprinnelige proteinet.

Selv om mange innfødte proteiner er resistente mot virkningen av enzymet trypsin, som bryter ned proteiner under fordøyelsen, de er hydrolysert av det samme enzymet etter denaturering., Peptid obligasjoner som kan deles av trypsin er utilgjengelige i det opprinnelige proteiner, men blir tilgjengelig i løpet av denaturering. På samme måte, denaturert proteiner gi en mer intens farge reaksjoner for tyrosin, histidin, og arginin enn å gjøre det samme proteiner i naturlig tilstand. Økt tilgjengelighet av reaktive grupper av denaturert proteiner er knyttet til en utvikling av peptid kjeder.,

Hvis denaturering kan være forårsaket lett, og hvis renaturation er vanskelig, hvordan er de innfødte konformasjon av globular proteiner opprettholdt i levende organismer, der de er produsert trinnvis, ved inkorporering av en aminosyre på en gang? Eksperimenter på biosyntese av proteiner fra aminosyrer som inneholder radioaktivt karbon eller tungt hydrogen viser at protein molekyl vokser gradvis fra N-terminus til C-terminus; i hvert trinn, en aminosyre rester er innarbeidet., Så snart den voksende peptid-kjeden består av seks eller syv aminosyre rester, sidekjeder samhandle med hverandre og dermed føre til avvik fra straight eller en β-kjede-konfigurasjon. Avhengig av arten av sidekjeder, dette kan resultere i dannelsen av en α-helix eller av looper stengt av hydrogen disulfide obligasjoner eller broer. Den endelige konformasjon er trolig frosset når peptid-kjeden oppnår en lengde på 50 eller mer aminosyre rester.