Під денатурацією розуміють втрату тривимірної конформації, притаманної даній білкової молекулі. Ця зміна може носити тимчасовий або постійний характер, але і в тому, і в іншому випадку амінокислотна послідовність білка залишається незмінною. При денатурації молекула розгортається і втрачає здатність виконувати свою звичайну біологічну функцію. Викликати денатурацію білків можуть різноманітні чинники, перераховані нижче.

Нагрівання або випромінювання білка, Наприклад інфрачервоне або ультрафіолетове. Кінетична енергія, що повідомляється білку, викликає вібрацію його атомів, внаслідок чого слабкі водневі та іонні зв'язки розриваються, і білок згортається (коагулює).

Сильні кислоти, луги, солі денатурують білок. Під дією цих реагентів іонні зв'язки розриваються і білок коагулює. Тривала дія реагенту може викликати розрив і пептидних зв'язків.

Важкі метали денатурують білок. Позитивно заряджені іони важких металів ( Катіони ) Утворюють міцні зв'язки з негативно зарядженими карбоксил-аніонами R-груп білка і часто викликають розриви іонних зв'язків. Вони також знижують електричну поляризацію білка, зменшуючи його розчинність. Внаслідок цього знаходиться в розчині білок випадає в осад.

Органічні розчинники і детергенти денатурують білок. Ці реагенти порушують гідрофобні взаємодії і утворюють зв'язку з гідрофобними (неполярними) групами. В результаті розриваються і внутрішньомолекулярні водневі зв'язки. Використання спирту як дезинфікуючого засобу засноване саме на тому, що він викликає денатурацію білка будь-яких присутніх бактерій.

Ренатурації білків

Іноді денатурований білок у відповідних умовах знову спонтанно набуває свою нативну структуру. Цей процес називається рена-тураціей. Ренатурації переконливо показує, що третинна структура білка повністю визначається його первинної структурою і що збірка біологічних об'єктів може здійснюватися на основі небагатьох загальних принципів.