开发一种多功能、可持续和高效的光合作用系统，将复杂的催化网络和能源模块集成在同一位置，对能源转化具有相当大的未来价值。将光驱动人工催化与生物合成酶结合在同一位置的非生物-生物混合系统，已成为高效、高选择性的光阱燃料和化学转化的吸引人的多功能途径。最近的进展表明，将太阳能燃料合成与高附加值脱氢耦合可提高经济效益和环境效益，而无需牺牲试剂，同时避免重整过程所需的苛刻条件。

乙醇是一种很有前途的储氢化学物质，它可以在辅酶的辅助下被乙醇脱氢酶（ADH）有效地脱氢。然而，由于固有的双电子还原特性，利用NADH通过酶转化介导人工光诱导质子还原在均相体系中仍然是一个严峻的挑战，主要存在与动力学协同作用和催化相容性相关的问题。非生物组分和生物组分之间多重电子转移步骤动力学的精确匹配是抑制NADH自由基聚集与光敏剂自由基或其自身竞争反应的先决条件。

最近，大连理工大学段春迎课题组开发了一种辅酶介导的超分子主客体半生物系统，该系统将人工催化和酶催化相结合，用于乙醇脱氢的光催化制氢。

图片来源：Nat. Commun.

on style="white-space: normal; text-indent: 2em;">这种方法包括改变二硫烯嵌入金属有机笼的微环境，以同时捕获有机染料和NADH分子，作为氢化酶类似物，在人工宿主内诱导有效的质子还原。这种非生物光催化系统被进一步嵌入乙醇脱氢酶活性口袋中，以耦合酶促乙醇脱氢。