«Якщо уявити собі нитку павутини товщиною з кулькову ручку, - говорить Сян У (Xiang Wu) з Національного Університету Сінгапуру, - міцності її буде досить для того, щоб зупинити в польоті величезний аеробус Boeing 747». Шовкової нитки до такої міцності куди як далеко. Звідки ж береться ця різниця, адже структурно і та, і інша практично ідентичні?
Зате - як показало комп'ютерне моделювання сінгапурської групи - секрет криється в тому, як саме окремі ланцюга поліпептидів організовані в більш великі структури. Разом окремі ланцюги амінокислот можуть складатися в різні за формою і характером освіти - наприклад, в гнучкі альфа-спіралі, які зустрічаються у безлічі білків, або плоскі бета-листи. Сян У і його колеги показали, що в разі павутини і шовку різниця полягає в тому, як організовуються поліпептиди в альфа-спіралі бета-шари і бета-кристалічні структури (beta crystallites).
У ниток шовку окремі бета-листи з'єднуються між собою альфа-спіралями, що робить структуру в цілому досить гнучкою і міцною. У павутини же альфа-спіралі перемежовуються «твердими» бета-кристалічними структурами, що в рази збільшує міцність структури.
Це дослідження цікаве і з іншого боку: воно показує, що сучасні технології моделювання все більше наближають давню мрію хіміків - мрію про те, щоб встановлювати властивості складних органічних сполук, виходячи з знань про їх склад і структуру. У підсумку, перш ніж синтезувати матеріали з новими дивовижними властивостями, їх можна буде повністю «прорахувати» на комп'ютері. Льотчикам «Боїнгів» варто приготуватися!
Ну а поки ж для цієї мети доводиться застосовувати досить хитромудрі підходи. Досить згадати, як учені змушені були скомбінувати гени водоростей і павуків, щоб отримати надміцний тканину: «Скляна павутина».