双组分信号系统在致病菌细胞中广泛存在，利用组氨酸激酶和反应调节蛋白之间的磷酸转移过程实现信号在细胞内的转导，其相关蛋白质是潜在的新型药物靶标。本课题建立了基于小分子氟化铍探针的19F核磁共振方法，运用该方法及多种实验技术手段对双组分信号系统蛋白HK853与RR468的磷酸转移机制进行了深入细致地研究。观察到蛋白相互作用使RR468的磷酸化位点发生了显著的结构变化；HK853-RR468复合物构象具有动态交换现象；X射线晶体衍射和蛋白质磷酸化功能检测技术从结构与功能上确认了参与催化反应的关键氨基酸位点。由此我们提出了由组氨酸激酶介导的反应调节蛋白的去磷酸化机制，阐明了His和Thr残基在协同调控HK蛋白磷酸酶活性中的重要作用。该工作揭示了组氨酸激酶与反应调节蛋白的信号转导机制，特别是His残基在低等生物的信号调节中所具有的双重身份在生物进化的历程中有非常重要的生物学意义。课题发展的小分子氟探针技术可以被广泛运用于细菌TCS蛋白的研究中，为磷酸化信号转导的研究提供有力保障，具有广泛的应用前景。