牛年许下的第一个愿望是希望大家的晶体都能长的“牛牛”的，顺顺利利发文章，我也少死点脑细胞。 敲敲指令，转转鼠标，不经意间，时间就这么从指间溜走。工作久了，忙忙碌碌为生活奔波，越发怀念在学校里学习的日子。我的研究生生涯，基本上都在做克隆，纯化，长晶体，像农民一样每天在种下希望，然而却收获无几。那个时代，点晶器人还没有大范围的应用。对于大部分的晶体条件的摸索，只能手动的去筛选成百上千的条件，然后祈祷运气爆发，晶体长的又大又好。然而...也就没有然后了。
即便是在现在，虽然越来越多的经验和方法总结出来，但大多数时候，蛋白晶体的生长仍然不可捉摸，美其名曰“艺术”。尤其对于当年那个“科研小白”的我们，三板斧抡完就不知所措了。仍记得导师恨铁不成钢，对我们像“农民”的贴切描述。苦笑的我们，确实被所谓的“艺术”折磨的开始迷信玄学，想尽一切办法去增加“运气”的概率，甚至有人总结出了凌晨长晶体的成功率高，穿红色的衣服，必须用自家的猫胡须（相关文章参见https://www.antpedia.com/news/30/n-2006930.html），以及给晶体听听音乐的想法...
除了课题，那个时候还没有那么多人生问题需要去思考。我那时的想法是能不能有个标签“Tag”带着目标蛋白，轻松的把晶体长出来，或者有个设计好的方格，把蛋白一个个的排列整齐地放进去，把我们这些晶体民工们从绝望中解脱出来。然而十几年过去了，结晶很多时候仍然是概率事件。当然对于牛人来说，紧密地逻辑思维和尝试可增加这种概率。但目前看来，最有可能解脱长晶体的不是结晶方法，反而是冷冻电镜和DeepMind。相对于蛋白晶体，小分子晶体的生长大多没有那么困难，而且很多可以通过理论设计。（晶体生长方法总结参见https://mp.weixin.qq.com/s/tLZRDBREsOINMRzxyRiUtw）。小分子晶体的大多困难在于如何获得更高质量的晶体，让数据能够满足解析结构和应对审稿人的“苛刻要求”。当然其中也不乏让化学，药物专业的同学们崩溃的化合物。殚精竭虑，夜以继日培养出来的却是油状物，无定形玻璃状物质，以及粉晶和沉淀。好在小分子经得起折腾，很多人在努力的去开发结晶生长的方法，比如号称“无需长单晶”晶体海绵法，凝华，简单粗暴的搅拌，“抹点”硅油，用上以往只做蛋白晶体的机器人，种晶，以及加伴侣共晶等等。
前些年读到晶体海绵的时候，不由的眼前一亮，这不就是学生时代的愿景么，发展下去是否可以适用于蛋白？然而细细读来，觉得未免还早。晶体海绵目前的成功率依旧很低，撇开复杂的技术操作流程，单单如何让小分子恰好在某个MOF的空格里整整齐齐的站好队，就已非常不容易达成，又何尝是蛋白。
手性是药物行业关注的重点。开始工作的时候，涉足药物行业，做了很多小分子化合物和蛋白共晶的结构。除了探讨化合物和蛋白之间的相互作用，还需要分析清楚小分子的手性。后续开始进行小分子晶体结构研究的时候才了解到，大部分小分子结构的手性需要通过单晶衍射，利用反常散射才能确定出来。而困难在于很多原料药，天然产物很难获得晶体。共晶是药物制剂的研发热点，而这个方法本身也在确定药物分子的手性中很有用处。比如利用已知手性的分子A和未知分子B的共晶，可以大大降低对晶体数据质量的要求。同样利用蛋白小分子复合物的结构确定小分子的手性也是一个道理。有参照物在，就不用从头通过微弱的反常散射信号来确定。而在结晶生长发面，很多蛋白被用作辅助晶体生长的伴侣，比如一些抗体的Fab，Fc片段，T4 Lysozyme等。
而在化学领域，去年德国斯图加特大学的Clemens Richert教授课题组在Angew. Chem. 上提出了一种新策略—使用“金刚烷结晶伴侣”来解决小分子的结晶难题，作为通用的结晶伴侣，用于分子的手性结构测定。这项研究中一共测试了52种小分子化合物。形成衍射能力的共晶的成功率高达88%，77%的客体分子至少得到一个高分辨率晶体结构。虽然大部分测试的都是分子量较小的分子，但是这些油状的分子在数分钟内，如此高效的通过分子伴侣形成高质量的晶体，而且能够测定出绝对构型还是非常令人兴奋。我们德国的同事也同样和Clemens Richert教授课题组合作制作了Chaperone的试剂盒，利用第三代D8 VENTURE，高强度的光源配备PHOTON III光子计数探测器，我们可以在很短的时间内获得非常准确的Flack参数。▲图3 利用 Stuttgart- Chaperone试剂盒快速长出共晶，在第三代D8 VENTURE上测定绝对构型除了长晶体，共晶的方法还可以分离手性化合物。利用手性的”分子伴侣”可以将单一手性分子，从消旋的混合物中分离出来。这和生物体对手性分子的识别过程如出一辙。
▲图4 利用共晶分离手性分子：（Chiral resolutionand deracemizationthrough co-crystallization Tom Leyssens2019）所以办法总是比困难多，相信总有一天我们不再被养晶体所苦恼。最后还是祝愿大家的晶体都能长的顺顺利利，多点快乐，少点烦恼。1，Accelerate3D Structure Determination of Organics, Bruker, 20202，Angew. Chem.Int. Ed. 2020, 59, 15875–158793, 长个晶体，一定要用自家猫胡须？当科学家迷信起来，果壳网，2018本文使用权归布鲁克（北京）科技有限公司所有，未经授权请勿转载。如需转载，请与工作人员联系并注明出处。
