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自然界通过光合作用获取太阳能,将水分解成O_2,同时释放出质子(H+)和电子(e-)。氢化酶能够在温和条件下快速催化H+还原生成H_2,从而实现能量(e-)的储存。更为重要的是,氢化酶还能够催化H_2的氧化或裂解,释放出质子和电子,为有机体的生长提供能量。按照金属中心的种类,氢化酶包括单核[Fe]-氢化酶、双核[FeFe]-氢化酶和异核[NiFe]-氢化酶。其中,[FeFe]-氢化酶催化H+还原生成H_2的效率最高(TOF = 6000～9000 s-1),而[NiFe]-氢化酶催化H_2氧化的效率