La denaturazione delle proteine è un fenomeno chimico che consiste nel cambiamento della struttura proteica nativa, con conseguente perdita della funzione originaria della molecola.

La denaturazione è un processo che porta alla perdita di ordine e quindi a un aumento di entropia. Dopo che una proteina ha cominciato a denaturarsi diviene sempre più sensibile al processo, quindi la denaturazione è un processo cooperativo. Non vengono compromessi i legami peptidici. La struttura primaria non viene modificata. In seguito alla denaturazione le proteine possono esporre e rendere reattivi alcuni gruppi funzionali tramite i quali formare dei legami intramolecolari (deboli o forti) che possono causare l'aggregazione di più molecole proteiche.

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