Yüksek sıcaklık, asitlik veya alkalilik gibi aşırı bir ortama maruz kalmak, protein denatürasyonuna neden olur. Denatürasyon, proteinlerin ikincil ve üçüncül yapılarını bozar ve tahrip eder; beta sayfa yapısını rasgele bir şekle sokun.
Denatürasyon işlemleri, proteinin omurga yapısını bir arada tutan peptit bağlarını kırmak için genellikle çok zayıftır, bu nedenle tam ayrışmaya neden olmazlar. Hidrojen bağları ve kutupsal etkileşimler dahil ikincil yapıları bir arada tutan zayıf bağlanma etkileşimleri, denatürasyonda tahrip olmaktadır. Bu işlemlerde tahrip edilen diğer zayıf etkileşimler arasında tuz köprüleri ve disülfit bağları bulunur. Çok sayıda reaktif bu zayıf bağlara saldırabilir ve denatürasyona neden olabilir.
Bir proteinin ısıtılması, moleküllerin kinetik enerjisini bağ ayrışma noktasına yükselterek, ikincil protein yapısındaki hidrojen bağlarını ve kutupsal olmayan etkileşimleri bozar. Bu sıcaklığa bağlı denatürasyon, beyazları ve sarıları denatüre eden ve pıhtılaşan pişmiş yumurtalarda gözlenir. Isı ile proteinleri denatüre etmek, enzimlerin sindirim sırasında peptit zincirlerine daha iyi erişmelerini ve parçalanmalarını sağlayarak sindirimini kolaylaştırır. Otoklavda bakteriyel proteinlerin denatüre edilmesi tıbbi ekipmanın sterilizasyonunu sağlar.
İkincil amid grupları veya yan zincirler arasında hidrojen bağı ayrıca alkollerle de bozulabilir. Alkollerin güçlü denatüre edici özellikleri, onları mükemmel antiseptikler yapan şeydir.
