背靠背三篇《Nature》论文，SCIEX质谱助力中国科学家破解水杨酸生物合成百年谜题

水杨酸 (Salicylic acid，SA) 自从几个世纪前被从柳树皮中发现以来，一直被用于抗炎和止痛；其衍生物阿司匹林（乙酰水杨酸）更是人类历史上使用最广泛的药物。

此外水杨酸是植物体内重要的激素,能够帮助植物抵抗病菌侵染,是协调植物病原体防御中的核心作用。植物进化出了两条合成水杨酸的途径——异分支酸合成酶 (ICS) 途径、苯丙氨酸解氨酶 (PAL) 途径。其中，ICS 途径已在多种植物物种中得到研究，并在双子叶模式植物拟南芥中得到了全面解析。然而，我们对PAL途径的理解仍不完整。

研究论文一

四川大学生命科学学院张跃林团队（四川大学刘亚楠副研究员、加拿大英属哥伦比亚大学徐璐为共同第一作者）在国际顶尖学术期刊《Nature》上发表了题为：Three-step biosynthesis of salicylic acid from benzoyl-CoA in plants的研究论文。揭示了水杨酸的PAL合成途径，并发现该合成途径在种子植物中高度保守。这一发现为解析不同植物类群（特别是主要粮食作物）的抗病机制差异提供了分子基础，为培育抗病性增强的作物品种提供了新方向和新靶点。

这项最新研究以本氏烟草 (Nicotiana benthamiana) 为模式植物，研究团队确定了种子植物水杨酸生物合成保守途径的三个关键步骤：

1）苯甲酰辅酶A和苯甲醇通过苯甲酰辅酶 A: 苯甲醇苯甲酰转移酶 (BEBT) 连接生成苯甲酸苄酯；

2）苯甲酸苄酯氧化酶继而对苯甲酸苄酯进行羟基化，生成水杨酸苄酯；

3）水杨酸苄酯水解酶 (BSH) 裂解水杨酸苄酯，从而生成水杨酸。

该研究新鉴定的水杨酸生物合成途径

研究论文二

浙江大学潘荣辉团队和范鹏祥团队（王玉康、宋书言、张文轩为共同第一作者）在《Nature》期刊发表了题为：Deciphering phenylalanine-derived salicylic acid biosynthesis in plants研究论文。揭示了水稻从苯甲酰辅酶A到水杨酸的酯化-羟化-水解 (BEBT-BBH-BSE) 三步酶联反应模块，打通了水稻的水杨酸合成途径，并进一步证明了该模块在其他农作物中也是广泛保守的。

该研究新鉴定的水稻中水杨酸生物合成途径

研究论文三

浙江师范大学生命科学学院张可伟教授、张艳军副教授和美国布鲁克海文国家实验室刘长军教授为通讯作者（浙师大生科院朱宝、张艳军副教授和高蓉为共同第一作者）；在《Nature》期刊发表了题为：Complete biosynthesis of salicylic acid from phenylalanine in plants的研究论文。完整解析了水稻从苯甲酰辅酶 A 到水杨酸的生物合成途径，并进一步证明了其在大多数种子植物中是保守的。

水稻中PAL‑SA的生物合成途径示意图

该研究通过分子生物学、生物化学等方法阐明了PAL途径合成SA的全过程：肉桂酸→肉桂酰辅酶A→苯甲酰乙酰辅酶A→苯甲酰辅酶A→苯甲酸苄酯→水杨酸苄酯→水杨酸。该研究揭示了SA是由苯甲酸苄酯经过OSD3羟基化生成水杨酸苄酯，再由OSD4裂解生成，而不是通过BA2H羟基化苯甲酸 (BA) 生成。以上发现颠覆了1962年Nature上提出的SA由BA催化合成以及1995年PNAS上提出的BA2H催化BA合成SA的传统认知。