Making "smart polymers" smarter: modern concepts to regulate functions in polymer science

Journal of Polymer Science, Part A: Polymer Chemistry

Volumn 48, Issue 1, 2010, Pages 1-14

  Börner, Hans G ^a,b   Kühnle, Hans ^a   Hentschel, Jens ^a,b,c  

^a MAX PLANCK INSTITUTE OF COLLOIDS AND INTERFACES   (Germany)

^b UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^c UNIVERSITY OF POTSDAM   (Germany)

Author keywords

Bioconjugates; Biomimetic; Polymer peptide conjugates; Proteins; Responsive; Stimuli sensitive polymers

Indexed keywords

BIOCONJUGATES; BIOMIMETIC POLYMERS; POLYMER SCIENCE; SIGNALING EVENTS; SMART POLYMERS; STIMULI-SENSITIVE POLYMERS; SYNTHETIC POLYMERS;

AMINES; BIOMIMETICS; BIOMOLECULES; PEPTIDES; POLYMERS; SIGNAL TRANSDUCTION; SIGNALING;

FUNCTIONAL POLYMERS;

EID: 72649089691     PISSN: 0887624X     EISSN: 10990518     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/pola.23727     Document Type: Article

References (135)

1. Whitesides, G. M. Small 2005, 1, 172-179.
2. Borner, H. G.; Schlaad, H. Soft Matter 2007, 3, 394-408.
3. Bromley, E. H. C.; Channon, K.; Moutevelis, E.; Woolfson, D. N. ACS Chem Biol 2008, 3, 38-50.
4. Chin, J. W. Curr Opin Struct Biol 2006, 16, 551-556.
5. Spencer, D. M.; Wandless, T. J.; Schreiber, S. L.; Crabtree, G. R. Science 1993, 262, 1019-1024.
6. Pawson, T.; Nash, P. Science 2003, 300, 445-452.
7. Peptide Hybrid Polymers. In: Advances in Polymer Science; Klok, H.-A; Schlaad, H., Eds.; Springer: Berlin/Heidelberg, 2006; Vol.202, 160 pp.
8. van Hest, J. C. M.; Tirrell, D. A. Chem Commun 2001, 1897-1904.
9. Klok, H.-A. J Polym Sci Part A: Polym Chem 2005, 43, 1-17.
10. Guan, Z. B. Polym Int 2007, 56, 467-473.
11. Gil, E. S.; Hudson, S. A Prog Polym Sci 2004, 29, 1173-1222.
12. Galaev, I. Y.; Mattiasson, B. Trends Biotechnol 1999, 17, 335-340.
13. Zhou, F.; Shu, W. M.; Welland, M. E.; Huck, W. T. S. J Am Chem Soc 2006, 128, 5326-5327.
14. Kuckling, D.; Richter, A.; Arndt, K. F. Macromol Mater Eng 2003, 288, 144-151.
15. Wischerhoff, E.; Uhlig, K.; Lankenau, A.; Borner, H. G.; Laschewsky, A.; Duschl, C.; Lutz, J. F. Angew Chem Int Ed 2008, 47, 5666-5668.
16. Ionov, L.; Houbenov, N.; Sidorenko, A.; Stamm, M.; Minko, S. Adv Func Mater 2006, 16, 1153-1160.
17. Chaterji, S.; Kwon, I. K.; Park, K. Prog Polym Sei 2007, 32, 1083-1122.
18. Hoffman, A. S.; Stayton, P. S. Prog Polym Sci 2007, 32, 922-932.
19. Yamato, M.; Akiyama, Y.; Kobayashi, J.; Yang, J.; Kikuchi, A.; Okano, T. Prog Polym Sci 2007, 32, 1123-1133.
20. Schild, H. G. Prog Polym Sci 1992, 17, 163-249.
21. Lute, J. F.; Akdemir, O.; Hoth, A. J Am Chem Soc 2006, 128, 13046-13047.
22. Borchert, U.; Lipprandt, U.; Bilang, M.; Kimpfler, A.; Rank, A.; Peschka-Suss, R.; Schubert, R.; Lindner, R; Forster, S. Langmuir 2006, 22, 5843-5847.
23. Bae, Y; Fukushima, S.; Harada, A.; Kataoka, K. Angew Chem Int Ed 2003, 42, 4640-4643.
24. Akala, E. O.; Kopeckova, P.; Kopecek, J. Biomaterials 1998, 19, 1037-1047.
25. Lutz, J. F.; Andrieu, J.; Uzgun, S.; Rudolph, C.; Agarwal, S. Macromolecules 2007, 40, 8540-8543.
26. Shimoboji, T.; Larenas, E.; Fowler, T.; Kulkarni, S.; Hoffman, A. S.; Stayton, P. S. Proc Natl Acad Sci USA 2002, 99, 16592-16596.
27. Schilli, C. M.; Zhang, M. F.; Rizzardo, E.; Thang, S. H.; Chong, Y. K.; Edwards, K.; Karlsson, G.; Müller, A. H. E. Macromolecules 2004, 37, 7861-7866.
28. Vogt, A. P.; Sumerlin, B. S. Soft Matter 2009, 5, 2347-2351.
29. Suchao-in, N.; Chirachanchai, S.; Perrier, S. Polymer 2009, 50, 4151-4158.
30. Roy, D.; Cambre, J. N.; Sumerlin, B. S. Chem Commun 2009, 2106-2108.
31. Holmes, K. C. Nature 2009, 457, 389-390.
32. Topp, M. D. C.; Dijkstra, P. J.; Talsma, H.; Feijen, J. Macromolecules 1997, 30, 8518-8520.
33. Topp, M. D. C.; Leunen, I. H.; Dijkstra, P. J.; Tauer, K.; Schellenberg, C.; Feijen, J. Macromolecules 2000, 33, 4986-4988.
34. Zhang, W. Q.; Shi, L. Q.; Wu, K.; An, Y. G. Macromolecules 2005, 38, 5743-5747.
35. Holmes, K. C.; Popp, D.; Gebhard, W.; Kabsch, W. Nature 1990, 347, 44-49.
36. Oda, T.; Iwasa, M.; Aihara, T.; Maeda, Y.; Narita, A. Nature 2009, 457, 441-445.
37. Chu, J. W.; Voth, G. A. Proc Natl Acad Sci USA 2005, 102, 13111-13116.
38. Lutz, J.-F.; Borner, H. G. Prog Polym Sci 2008, 33, 1-39.
39. Alemdaroglu, F. E.; Herrmann, A. Org Biomol Chem 2007, 5, 1311-1320.
40. Gibbs, J. M.; Park, S. J.; Anderson, D. R.; Watson, K. J.; Mirkin, C. A; Nguyen, S. T. J. Am Chem Soc 2005, 127, 1170-1178.
41. Ding, K.; Alemdaroglu, F. E.; Boersch, M.; Berger, R.; Herrmann, A. Angew Chem Int Ed 2007, 46, 1172-1175.
42. Heredia, K. L.; Nguyen, T. H.; Chang, C. W.; Bulmus, V.; Davis, T. P.; Maynard, H. D. Chem Commun 2008, 3245-3247.
43. Nicolas, J.; Mantovani, G.; Haddleton, D. M. Macromol Rapid Commun 2007, 28, 1083-1111.
44. Ladmiral, V.; Melia, E.; Haddleton, D. M. Eur Polym J 2004, 40, 431-449.
45. Heredia, K. L.; Maynard, H. D. Org Biomol Chem 2007, 5, 45-53.
46. Heredia, K. L.; Bontempo, D.; Ly, T.; Byers, J. T.; Halstenberg, S.; Maynard, H. D. J Am Chem Soc 2005, 127, 16955-16960.
47. Gauthier, M. A.; Klok, H. A. Chem Commun 2008, 2591-2611.
48. van Hest, J. C. M. Polym Rev 2007, 47, 63-92.
49. Hartmann, L.; Krause, E.; Antonietti, M.; Borner, H. G. Biomacromolecules 2006 7, 1239-1244.
50. Pfeifer, S.; Zarafshani, Z.; Badi, N.; Lute, J. F. J Am Chem Soc 2009, 131, 9195-9197.
51. Förster, S.; Antonietti, M. Adv Mater 1998, 10, 195-217.
52. Cölfen, H. Macromol Rapid Commun 2001, 22, 219-252.
53. Hartmann, L.; Börner, H. G. Adv Mater 2009, 21, 3425-3431.
54. Börner, H. G. Prog Polym Sci 2009, 34, 811-851.
55. Ayres, L.; Vos, M. R. J.; Adams, P.; Shklyarevskiy, I. O.; van Hest, J. C. M. Macromolecules 2003, 36, 5967-5973.
56. Vandermeulen, G. W M.; Tziatzios, C.; Klok, H. A. Macromolecules 2003, 36, 4107-4114.
57. Jahnke, E.; Lieberwirth, I.; Severin, N.; Rabe, J. P.; Frauenrath, H. Angew Chem Int Ed 2006, 45, 5383-5386.
58. Kessel, S.; Thomas, A.; Börner, H. G. Angew Chem Int Ed 2007, 46, 9023-9026.
59. Hartmann, L.; Häfele, S.; Peschka-Suess, R.; Antonietti, M.; Börner, H. G. Chem Eur J 2008, 2025-2033.
60. Hirsch, A. K. H.; Diederich, F.; Antonietti, M.; Borner, H. G. Soft Matter 2010, 6, in press; DOI: 10.1039/bB915928b.
61. Dünne, A. A.; Börner, H. G.; Kukula, H.; Schlaad, H.; Werner, J. A.; Wiegand, S.; Antonietti, M. Anticancer Res 2007, 27, 3935-3940.
62. Hentschel, J.; Bleek, K; Ernst, O.; Lutz, J. F.; Börner, H. G. Macromolecules 2008, 41, 1073-1075.
63. Hawker, C. J.; Russell, T. P. MRS Bull 2005, 30, 952-966.
64. Hamley, I. W. Angew Chem Int Ed 2003, 42, 1692-1712.
65. Lehn, J. M. Science 2002, 295, 2400-2403.
66. Seeman, N. C.; Belcher, A. M. Proc Natl Acad Sci USA 2002, 99, 6451-6455.
67. Smith, D. K.; Hirst, A. R.; Love, C. S.; Hardy, J. G.; Brignell, S. V.; Huang, B. Q. Prog Polym Sci 2005, 30, 220-293.
68. Vandermeulen, G. W. M.; Hinderberger, D.; Xu, H.; Sheiko, S. S.; Jeschke, G.; Klok, H. A. ChemPhysChem 2004, 5, 488-494.
69. Smeenk, J. M.; Otten, M. B. J.; Thies, J.; Tirrell, D. A; Stunnenberg, H. G.; van Hest, J. C. M. Angew Chem Int Ed 2005, 44, 1968-1971.
70. Ayres, L.; Adams, P. H. H. M.; Loewik, D. W. P. M.; van Hest, J. C. M. Biomacromolecules 2005, 6, 825-831.
71. Eckhardt, D.; Groenewolt, M.; Krause, E.; Borner, H. G. Chem Commun 2005, 2814-2816.
72. Dusek, K; Duskova-Smrckova, M.; Yang, J.; Kopeček, J. Macromolecules 2009, 42, 2265-2274.
73. Pechar, M.; Kopeckova, P.; Joss, L.; Kopecek, J. Macromol Biosci 2002, 2, 199-206.
74. Börner, H. G. Macromol Chem Phys 2007, 208, 124-130.
75. Nesloney, C. L.; Kelly, J. W. Bioorg Med Chem 1996, 4, 739-766.
76. Aggeli, A.; Nyrkova, I. A; Bell, M.; Harding, R.; Carrick, L.; McLeish, T. C. B.; Semenov, A. N.; Boden, N. Proc Natl Acad Sci USA 2001, 98, 11857-11862.
77. Zhang, S. G. Biotechnol Adv 2002, 20, 321-339.
78. Burger, C.; Hsiao, B. S.; Chu, B. Annu Rev Mater Res 2006, 36, 333-368.
79. Baughman, R. H.; Zakhidov, A. A.; de Heer, W A. Science 2002, 297, 787-792.
80. Dai, L. In Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology; Nalva, H. S., Ed.; American Scientific Publisher: CA, 2004; pp 763-790.
81. Huang, Z. M.; Zhang, Y. Z.; Kotaki, M.; Ramakrishna, S. Compos Sci Technol 2003, 63, 2223-2253.
82. Sun, X.-Y.; Shankar, R.; Börner, H. G.; Ghosh, T. K.; Spontak, R. J. Adv Mater 2007, 19, 87-91.
83. Steinberg, I. Z.; Oplatka, A.; Katchalsky, A. Nature 1966, 210, 568-571.
84. Gallyamov, M. O.; Tartsch, B.; Khokhlov, A. R.; Sheiko, S. S.; Borner, H. G.; Matyjaszewski, K.; Möller, M. Chem Eur J 2004, 10, 4599-4605.
85. Burkoth, T. S.; Benzinger, T. L. S.; Jones, D. N. M.; Hallenga, K.; Meredith, S. C.; Lynn, D. G. J Am Chem Soc 1998, 120, 7655-7656.
86. Burkoth, T. S.; Benzinger, T. L. S.; Urban, V.; Lynn, D. G.; Meredith, S. C.; Thiyagarajan, P. J Am Chem Soc 1999, 121, 7429-7430.
87. Johnson, T.; Quibell, M.; Owen, D.; Sheppard, R. C. J Chem Soc Chem Commun 1993, 369-372.
88. Muraoka, T.; Koh, C. Y.; Cui, H.; Stupp, S. I. Angew Chem Int Ed 2009, 48, 5946-5949.
89. Yu, T. B.; Bai, J. Z.; Guan, Z. B. Angew Chem Int Ed 2009, 48, 1097-1101.
90. Wohr, T.; Wahl, F.; Nefzi, A.; Rohwedder, B.; Sato, T.; Sun, X. C.; Mutter, M. J Am Chem Soc 1996, 118, 9218-9227.
91. Carpino, L. A.; Krause, E.; Sferdean, C. D.; Schuemann, M.; Fabian, H.; Bienert, M.; Beyermann, M. Tetrahedron Lett 2004, 45, 7519-7523.
92. Mutter, M.; Chandravarkar, A.; Boyat, C.; Lopez, J.; Dos Santos, S.; Mandai, B.; Mimna, R.; Murât, K.; Patiny, L.; Saucede, L.; Tuchscherer, G. Angew Chem Int Ed 2004, 43, 4172-4178.
93. Sohma, Y.; Sasaki, M.; Hayashi, Y.; Kimura, T.; Kiso, Y. Chem Commun 2004, 124-125.
94. Hentschel, J.; Krause, E.; Börner, H. G. J Am Chem Soc 2006, 128 7722-7723.
95. Janek, K.; Behlke, J.; Zipper, J.; Fabian, H.; Georgalis, Y.; Beyermann, M.; Bienert, M.; Krause, E. Biochemistry 1999, 38, 8246-8252.
96. Hentschel, J.; Borner, H. G. J Am Chem Soc 2006, 128, 14142-14149.
97. Hentschel, J.; Börner, H. G. Macromol Biosci 2009, 9, 187-194.
98. ten Cate, M. G. J.; Rettig, H.; Bernhardt, K.; Borner, H. G. Macromolecules 2005, 38, 10643-10649.
99. Hentschel, J.; ten Cate, M. G. J.; Börner, H. G. Macromolecules 2007, 40, 9224-9232.
100. Schillinger, E.-K.; Mena-Osterite, E.; Hentschel, J.; Börner, H. G.; Bäuerle, P. Adv Mater 2009, 21, 1562-1567.
101. Coin, I.; Beyermann, M.; Bienert, M. Nat Protoč 2007, 2, 3247-3256.
102. Coin, I.; Dolling, R.; Krause, E.; Bienert, M.; Beyermann, M.; Sferdean, C. D.; Carpino, L. A. J Org Chem 2006, 71, 6171-6177.
103. Taniguchi, A.; Sohma, Y.; Kimura, M.; Okada, T.; Ikeda, K.; Hayashi, Y.; Kimura, T.; Hirota, S.; Matsuzaki, K.; Kiso, Y. J Am Chem Soc 2006, 128, 696-697.
104. Vila-Perello, M.; Hori, Y.; Ribo, M.; Muir, T. W. Angew Chem Int Ed 2008, 47, 7764-7767.
105. DosSantos, S.; Chandravarkar, A.; Mandai, B.; Mimna, R.; Murat, K.; Saucede, L.; Tella, R.; Tuchscherer, G.; Mutter, M. J Am Chem Soc 2005, 127, 11888-11889.
106. Nepomniaschiy, N.; Grimminger, V; Cohen, A.; DiGiovanni, S.; Lashuel, H. A.; Brik, A. Org Lett 2008, 10, 5243-5246.
107. Meyer, M.; Philipp, A.; Oskuee, R.; Schmidt, C.; Wagner, E. J Am Chem Soc 2008, 130, 3272-3273.
108. Park, T. G.; Jeong, J. H.; Kim, S. W. Adv Drug Deliv Rev 2006, 58, 467-486.
109. Jakubke, H. D.; Kuhl, P.; Konnecke, A. Angew Chem Int Ed 1985, 24, 85-93.
110. Inouye, K.; Watanabe, K.; Morihara, K.; Tochino, Y.; Kanaya, T.; Emura, J.; Sakakibara, S. J Am Chem Soc 1979, 101, 751-752.
111. Nalivaeva, N. N.; Turner, A. J. Proteomics 2001, 1, 735-747.
112. Perona, J. J.; Craik, C. S. J Biol Chem 1997, 272, 29987-29990.
113. Benkovic, S. J.; Hammes-Schiffer, S. Science 2003, 301, 1196-1202.
114. Bai, Y. W.; Englander, S. W. Proteins 1994, 18, 262-266.
115. Signarvic, R. S.; DeGrado, W. F. J Mol Biol 2003, 334, 1-12.
116. Kühnle, H.; Börner, H. G. Angew Chem Int Ed 2009, 48, 6431-6434.
117. Sugiura, Y.; Kawabe, H.; Tanaka, H.; Fujimoto, S.; Ohara, A J Biol Chem 1981, 256, 664-670.
118. Yang, Z. M.; Liang, G. L.; Wang, L.; Bing, X. J Am Chem Soc 2006, 128, 3038-3043.
119. Winkler, S.; Wilson, D.; Kaplan, D. L. Biochemistry 2000, 39, 12739-12746.
120. Pattanaik, A.; Gowda, D. C; Urry, D. W. Biochem Biophys Res Commun 1991, 178, 539-545.
121. Amir, R. J.; Zhong, S.; Pochan, D. J.; Hawker, C. J. J Am Chem Soc 2009, 131, 13949-13951.
122. Dahlback, B. Lancet 2000, 355, 1627-1632.
123. Koga, T.; Kitamura, K.; Higashi, N. Chem Commun 2006, 4897-4899.
124. Rizzi, S. C.; Hubbell, J. A. Biomacromolecules 2005, 6, 1226-1238.
125. Kopecek, J.; Yang, J. Y Polym Int 2007, 56, 1078-1098.
126. Shu, J. Y.; Tan, C.; DeGrado, W. F.; Xu, T. Biomacromolecules 2008, 9, 2111-2117.
127. Mutter, M.; Gassmann, R.; Buttkus, U.; Altmann, K. H. Angew Chem Int Ed 1991, 30, 1514-1516.
128. Klok, H.-A.; Vandermeulen, G. W. M.; Nuhn, H.; Roesler, A.; Hamley, I. W.; Castelletto, V; Xu, H.; Sheiko, S. S. Faraday Discuss 2004, 128, 29-41.
129. Pagel, K.; Wagner, S. C.; Samedov, K.; von Berlepsch, H.; Böttcher, C.; Koksch, B. J Am Chem Soc 2006, 128, 2196-2197.
130. Pagel, K.; Wagner, S. C.; Araghi, R. R.; von Berlepsch, H.; Böttcher, C.; Koksch, B. Chem Eur J 2008, 14, 11442-11451.
131. Zimenkov, Y.; Dublin, S. N.; Ni, R.; Tu, R. S.; Breedveld, V.; Apkarian, R. P.; Conticello, V. P. J Am Chem Soc 2006, 128, 6770-6771.
132. Cerasoli, E.; Sharpe, B. K.; Woolfson, D. N. J Am Chem Soc 2005, 127, 15008-15009.
133. Dublin, S. N.; Conticello, V. P. J Am Chem Soc 2008, 130, 49-51.
134. Przybyla, D. E.; Chmielewski, J. J Am Chem Soc 2008, 130, 12610-12611.
135. Pagel, K.; Koksch, B. Curr Opin Chem Biol 2008, 12, 730-739.