Wiązania stabilizujące
struktury trzeciorzędowe są dość słabe, więc znaczna większość
białek to substancje charakteryzujące się
termolabilnością (wrażliwość na zmiany temperatury). Podniesienie temperatury powyżej 40-45% w warunkach ustrojowych powoduje zniszczenie struktury trzeciorzędowej, białka ulegają
denaturacji (pozbawienie substancji jej naturalnych właściwości) i tracą swoją aktywność lub inną indywidualną cechę. Do denaturacji może dojść za pomocą
mocznika,
jonów metali ciężkich,
detergentów lub znacznej zmiany
pH. Jeszcze niedawno twierdzono, że procesu denaturacji białka nie można odwrócić, jednak ostatnio, dzięki stworzonym warunkom laboratoryjnym, możliwe jest odwrócenie tego zabiegu poprzez
renaturację (polega na przywracaniu II- i III-rzędowej budowy
prostych białek poprzez powolne powracanie do warunków przed denaturacją, poprzez ochładzanie). Procesowi temu można poddać niewielką część białek, zabieg ten przebiega bardzo wolno i jest dowodem na to, że cała informacja o budowie białka (II- i III-rzędowego) jest zawarta w sekwencji aminokwasów, która nie ulega zmianie podczas denaturacji.
