生体高分子の
変性(英語:Denaturation)とは、ポリマーの二次構造が破壊されることを言い、変性した
核酸や
蛋白質などの生体高分子は高次構造を失い変化することである。核酸や蛋白質の三次構造が壊れた状態は
ランダムコイルに近いが、このような、生体高分子の変性の結果である状態を
変性した状態と呼ぶ。原因としては
熱(高温、極度の低温や凍結)、
酸・
アルカリ、
界面活性剤、有機
溶媒や、
変性剤と呼ばれる化学物質、あるいは
圧力、
超音波や攪拌などがある。
蛋白質は
水素結合、
疎水結合、
イオン結合などにより高次構造(二次〜四次構造)を保っているが、これらが破壊され特徴的な折りたたみ構造を失うと変性する。蛋白質変性剤には、水素結合を破壊する
尿素やグアニジン塩、疎水結合を破壊するドデシル硫酸ナトリウムなどの界面活性剤がある。
酵素は変性すると
触媒作用を失い、その他の蛋白質も機能を失う。かつては蛋白質の変性は不可逆と考えられていたが、多くの蛋白質では変性剤を徐々に取り除くなどの方法で正しい構造を取り戻すこと(再生)が可能である他、生体内には
シャペロンと呼ばれる折りたたみを助けるタンパク質が報告されている。(「
タンパク質の熱力学的安定性」の項を参照)
変性は
熱力学的に
相転移の性質を示すことがある。特に核酸の熱による変性は、一定の温度(配列によって異なる)で急激に起きるため
融解とも呼ばれ、逆に融解した核酸の温度を下げて復元させることを
再生または再結合あるいはアニーリング(英語:annealing
金属加工の
焼きなましの意→
冶金学)もしくは再アニーリングと呼ぶ(
再結合を参照)。
