Acc. Chem. Res：活细胞中的聚合物化学

念心

2022-10-02

生物分子聚合是生物学中的一项核心操作，它将分子信号与细胞中增殖和信息丰富的事件联系起来。由于分子在三维空间中精确排列，它们创造了新功能如催化和高速运输，并展示出新的相分离现象，助长了细胞中的非平衡动力学。因此，观察到的聚合物化学表现为导致细胞表型的分子基础，表达为细胞生物学中发现的许多层次结构。尽管随着合成聚合物时代的兴起，有许多里程碑式的发现，但基础研究是在封闭、原始的环境中实现的，它们在复杂多组分体系中的行为仍然具有挑战性。鉴于此，德国马普高分子所 David Y. W. Ng和Tanja Weil等人对细胞内聚合物化学进行了综述。

本文要点：

（1）作者讨论了使合成聚合物化学在细胞内进行的策略(包括膜)，并建立能够对聚合进行时空控制的单体设计原则。由于单体浓度、聚合物生长动力学和反应过程等反应因素与亚细胞环境和运输过程交织在一起，作者首先提供了每个主要细胞隔层的化学叙述。因此，每个隔间内的条件将为可以进行的聚合物化学类型设定边界。

（2）共价聚合和超分子聚合的概念分别在支架设计、聚合机理和活化的背景下进行了探索。为了促进转运到局部亚细胞空间，单体可以通过靶向群或刺激响应基序在特定间隔内反应进行可逆修饰。在聚合过程中，作者讨论了合成聚合物的结构表征，以及这些相分离结构如何影响生物过程如细胞周期、代谢和凋亡。当作者开始整合细胞生物化学和原位聚合物科学时，发现了具有里程碑意义的挑战和技术障碍。当这些挑战和技术障碍被克服后，将在大分子疗法和生物学方面的宝贵发现。

参考文献：

Zhixuan Zhou, Konrad Maxeiner, David Y. W. Ng, and Tanja Weil. Polymer Chemistry in Living Cells. Acc. Chem. Res. 2022

DOI:10.1021/acs.accounts.2c00420

https://doi.org/10.1021/acs.accounts.2c00420