哺乳动物极酸性的胃环境(pH 1-3)不仅可以促进食物消化,更是抵御外来微生物入侵的一道天然屏障,但是肠道出血性大肠杆菌却可以突破这道宿主防御系统达到肠道致病性目的。目前研究发现,大肠杆菌细胞周质里存在一种酸性分子伴侣HdeA,中性条件下是一个无活性有结构的二聚体,一旦进入极酸性环境立即解离成无结构的单体,与大量酸变性的周质蛋白结合从而抑制底物聚集。尽管X射线晶体衍射已经解析出]HdeA在中性环境下的二聚体结构,但酸性活化后的结构信息仍很匮乏。这种无结构构象究竟是什么样子,动力学性质如何?是否存在部分区域有结构,其他区域无结构?分子内二硫键的作用是什么?这些重要问题仍待我们去解答。19F NMR灵敏度高、无背景信号干扰、化学位移敏感,是研究生物大分子动力学和相互作用的有效手段。这里我们首次将’9F作为NMR探针引入到分子伴侣体系,直观定量地监测到HdeA酸性诱导的构象转变过程,发现构象去折叠是HdeA活化的必要不充分条件。在酸性条件下HdeA呈现构象多样性,并且这些构象间存在化学位移时间尺度的交换。在两种主导构象中,只有部分折叠的构象能结合底物,而同时并存的非折叠构象不与底物作用,推测可能是保护这种部分折叠的活性构象。HdeA只有在分子内二硫键区域才有残余结构,其余区域都是自由无序结构,分子内二硫键是维持这种部分折叠的活性构象的关键,为之后可逆地恢复折叠二聚体提供了结构基础。我们的19F NMR研究结果完美地解答了上述提出的问题。分子伴侣HdeA是一个典型的条件无序蛋白,正是结构生物学家们非常感兴趣的研究模型。我们研究发现部分折叠是HdeA活化的必需条件,破坏这种局部残余结构,构象完全去折叠会导致失活,揭示了结构无序和有序协同作用实现功能活化。这种结构作用机制有利于我们对其它分子伴侣的认识,可以为细菌疾病的药物治疗提供帮助。19F NMR方法展示出在多种构象态和定量方面独特的优势,是一种非常有效的结构研究手段,同样可以运用到其它的分子伴侣体系中。