连发三篇Nature！中国科研天团破解百年谜题，事关阿司匹林"灵魂成分”，生物制造迎新突破！
2025年7月24日
7月23日，学术顶刊《Nature》同时发表了来自中国三个不同研究团队，关于水杨酸（Salicylic Acid, SA）的研究论文。其中四川大学张跃林团队首次完整解析植物中全新的水杨酸合成通路“PAL/BSH途径”；浙江大学潘荣辉团队首次打通水稻水杨酸合成途径；浙江师范大学张可伟团队首次完整阐述了水稻苯丙氨酸解氨酶（PAL）依赖的水杨酸生物合成途径。三项研究组合在一起，成功揭示并完整描绘了植物中水杨酸的长期缺失的最后三个酶促步骤，破解了这种关键防御激素的生物合成途径的百年未解之谜。这一发现不仅颠覆了长期以来苯甲酸直接羟基化生成水杨酸主流假说，有望改写教科书，还被业内人士预测要入选今年全球十大植物科学进展。这一传奇成分究竟有哪些应用方向，在生物制造领域又有哪些产业尝试与进展？诺奖级植物成分
水杨酸是一种脂溶性的有机酸，存在于自然界的柳树皮、白珠树叶及甜桦树中。早在2000多年前，中国人、古埃及人和古希腊人都发现了服食柳树的叶子和树皮可以止痛。 ![图片]()
然而直到18世纪，化学家们才制备出了水杨酸，但因其对咽喉和胃肠刺激剧烈而无法用于临床治疗。
1897年，德国拜耳制备出了乙酰水杨酸，发现其独特的镇痛退烧功效并申请专利，将其命名为阿司匹林（aspirin）推向市场。
1982年，英国医学家John Vane凭借对阿司匹林的研究获得诺贝尔生理学或医学奖，此后阿司匹林的其他药用价值被医学界源源不断地发掘出来。
从一片小小的柳树皮上，诞生了世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药物，还开创了人类将天然产物类似物作为药物的先河。
目前，水杨酸主流的生产方法是通过科尔贝－施密特反应（Kolbe-Schmitt Reaction）化学合成，会产出高盐、含酚且难以生物降解的强酸性有毒有机工业废水，对环境产生极大破坏。
通过合成生物学技术生产水杨酸则是一种绿色环保、可持续的解决方案：江南大学吴静教授团队就发表过相关论文，工程化大肠杆菌在摇瓶中实现了3.72g/L的水杨酸产量。
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相关综述中也提到，在酿酒酵母中合成水杨酸产量可达46.2mg/L，且酵母独特细胞结构可转化分离水杨酸，有效规避细胞毒性。
相信随着水杨酸在植物体内的合成渠道的逐渐完善，未来将有在微生物体内高表达量合成水杨酸的可能。
药妆界双栖明星
产业应用上，水杨酸市场已经相当成熟，其中又以医药和美妆最受关注，作为原料长久以来被用于制备阿司匹林、拉米夫定等药物。也因为具有清除老废角质的皮肤清洁能力，广泛运用在棉片、精华、涂抹面膜、爽肤水、面霜、身体乳等护理产品中。医美领域还有“刷酸”美白护肤项目，就利用到水杨酸，实现软化角质、剥落老化角质层，并促进真皮层胶原蛋白生成的效果。Three-step biosynthesis of salicylic acid from benzoyl-CoA in plants
Deciphering phenylalanine-derived salicylic acid biosynthesis in plantsComplete biosynthesis of salicylic acid from phenylalanine in plants从化学合成到生物合成 —— 天然产物全合成新趋势
Rational and Semirational Approaches for Engineering Salicylate Production in Escherichia coli
