Asam lemak memiliki gugus asam di salah satu ujungnya, terhubung ke rantai hidrokarbon yang menolak air. Mereka adalah komponen seluler yang sangat penting, melayani peran struktural sebagai komponen membran, memberi sinyal peran sebagai hormon, dan sebagai sumber energi untuk bahan bakar metabolisme. Manusia memperoleh banyak jenis asam lemak dari makanan mereka, tetapi beberapa jenis harus disintesis oleh tubuh. Sintesis asam lemak dimediasi pada mamalia oleh sepasang besar protein yang mengandung sejumlah enzim berbeda yang bekerja sama, dan dikenal sebagai sintase asam lemak (FAS).
Sistem enzimatik ini sangat kompleks dan melakukan sejumlah reaksi biokimia yang berbeda, semuanya mengarah pada sintesis asam lemak. Reaksi dasar sintesis asam lemak adalah menggabungkan molekul yang terdiri dari dua unit karbon menjadi rantai yang lebih panjang untuk membentuk asam lemak. Asam lemak yang dibentuk oleh mamalia adalah senyawa asam palmitat dengan panjang 16 karbon, juga dikenal sebagai C16. Asam palmitat adalah asam lemak jenuh, artinya tidak mengandung ikatan rangkap. Biosintesis senyawa ini terjadi di sitosol, dan tidak ada hubungan dengan membran.
Sintesis asam palmitat membutuhkan lebih dari sekadar dua prekursor asam lemak karbon dan sintase asam lemak. Ini juga membutuhkan kofaktor, yang merupakan komponen non-protein yang secara longgar terkait dengan enzim. Kofaktor CoA adalah senyawa yang mengandung sulfur yang menyertai setiap bahan kimia yang berfungsi sebagai sumber karbon untuk rantai asam lemak. Sumber dari dua unit karbon untuk ditambahkan ke rantai asam lemak yang sedang tumbuh adalah kofaktor tiga karbon malonil-KoA, yang dihasilkan dari senyawa dua karbon asetil-KoA.
Sintase asam lemak pertama-tama harus diaktifkan melalui kontak dengan asetil-KoA. Setelah reaksi ini, FAS secara berurutan memperpanjang rantai asam lemak yang baru lahir menggunakan gugus karbon yang disumbangkan dari malonil-KoA. Proses ini membutuhkan serangkaian reaksi kimia yang berbeda. Saat rantai tumbuh, ia berpindah dari satu enzim ke enzim berikutnya, hingga mencapai panjang akhir 16 karbon. Kemudian dilepaskan dari protein.
Ada dua jenis sintase asam lemak. FAS Tipe I adalah jenis mamalia yang hanya menghasilkan asam palmitat dengan menggunakan sepasang besar protein yang masing-masing mengandung beberapa enzim yang berbeda. Sebaliknya, FAS Tipe II digunakan oleh bakteri dan tanaman. Kompleks multi-enzim ini memiliki enzim individu sebagai protein terpisah yang mengelompok bersama. Kompleks Tipe II dapat membuat jenis asam lemak tambahan, tetapi tidak seefisien FAS Tipe I mamalia.