卤代有机化合物广泛存在于药物、农用化学品与先进材料中，卤素引入常常决定分子活性、代谢稳定性与给药性质；但传统化学卤化往往依赖强氧化剂与有毒卤源，条件苛刻、选择性受限且环境代价高。与此同时，持久性卤代污染物在环境中的累积又迫切需要高效、选择性的脱卤生物途径。因此，如何把“怎么构建(卤化)”与“如何回收/降解(脱卤)”统一到一个可编程的生物催化框架，已成为绿色合成与合成生物学的共同关切。

本综述围绕“从卤化到脱卤的全链路生物催化”这一主轴，系统梳理了三大类卤化机制(电亲性、自由基、亲核性)与主要脱卤路径(还原性、氧化性、水解性/脱卤素)，并结合结构生物学、计算设计与蛋白工程的跨学科进展，讨论其在药物先导分子优化、绿色合成与污染物生物修复中的应用前景。文章亮点包括：

文章得到了审稿专家高度肯定(同行评审节选)：“这是一篇非常出色的综述，总结了卤素化与脱卤化的历史与非常前沿的进展，结构平衡、内容权威，相当于两篇综述的价值。”、“该领域虽然有阶段性综述，但这篇最新、全面、时机恰当，过去几年内没有出现过如此综合性的工作。”、“文章覆盖Br、Cl、I以及相对独立的F，文献收录广泛(共377篇)，写作风格清晰、权威。预期将成为经久耐读的经典综述，引用潜力可期。”、“首次系统性地整合卤化与脱卤两大反应类别，突出了它们在合成生物学闭环系统中的协同作用与潜在应用。”。

本综述潜在的学术与应用价值包括：

1. 绿色合成的“生物方案”：替代传统卤化工艺中的强氧化剂/卤源与苛刻条件，以酶催化实现位点/区域/立体选择性修饰，适用于后期功能化与先导优化；

2. 可编程代谢开关：在合成生物学回路中引入卤化/脱卤双向控制，实现可逆开关与闭环物质流(从合成到回收/降解)，为药物工艺放大与可降解材料提供设计范式；

3. 环境生物修复：系统总结OHRB(有机卤化物呼吸菌)与关键脱卤酶进展，指向标志酶/基因在原位监测与工程化去污中的应用。

上海交通大学罗晶博士为本综述第一作者。唐鸿志、白林泉和Sang Yup Lee为共同通讯作者，童垚俊为最后通讯作者。本工作得到国家重点研发(2021YFA0909500)、自然基金(32170080、32370026、32500035)、上海市“科技创新行动计划”合成生物学领域项目(24HC2810200)、上海交通大学“基础研发特区计划”(21TQ1400204)以及微生物代谢全国重点实验室开放课题、重点课题等多个基金资助。