Биосинтез жирных кислот — это биохимический путь синтеза жирных кислот клеткой из предшественников ацетил-КоА и НАДФН под действием ферментов называемых синтазы жирных кислот. Этот процесс происходит в цитоплазме клетки. Основная часть ацетил-КоА, которая превращается в жирные кислоты получается из углеводов в процессе гликолиза. В гликолитическом пути также образуется глицерин с которым могут соединяться три остатка жирных кислот (через сложноэфирные связи) образуя триглицериды (также известные, как «триацилглицеролы» — или просто «жир», названные так, чтобы отличить их от «жирных кислот»), конечного продукта процесса липогенеза. Если с глицерином соединяются только два остатка жирных кислот, а третья спиртовая группа фосфорилируется, например, фосфатидилхолином, образуются фосфолипиды. Фосфолипиды образуют липидные бислои, которые составляют основную часть клеточных мембран и мембран внутриклеточных органелл (например, клеточное ядро, митохондрии, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи и т. д.)
Подобно β-окислению, синтез неразветвлённых жирных кислот происходит при использовании шести повторяющихся реакций, показанных ниже, до тех пор, пока не образуется С16 пальмитиновая кислота[1][2]. После семи циклов конденсации-восстановления образуется пальмитат, под действием тиоэстеразы он отщепляется от ацилпереносящего белка и покидает цикл.
На представленных диаграммах показано, как происходит биосинтез жирных кислот в микроорганизмах и приведён перечень ферментов, обнаруженных в Escherichia coli[1]. Эти реакции осуществляются синтазой жирных кислот II (FAS II), которая обычно представляет собой мультиферментный комплекс. FAS II найдена в прокариотах, растениях, паразитических организмах, а также в митохондриях позвоночных[3]. Промежуточные продукты биосинтеза могут вовлекаться в другие реакции клеточного метаболизма, например, в синтезе липоевой кислоты. В отличие от FAS I, FAS II образует ненасыщенные разветвлённые жирные кислоты и гидроксикислоты.
У животных, а также у некоторых грибов, таких как дрожжи, те же реакции катализирует синтаза жирных кислот I (FAS I), большим белком из двух субъединиц, который обладает всеми ферментативными активностями, необходимыми для синтеза жирной кислоты. При синтезе жирных кислот происходит образование единственного продукта без высвобождения промежуточных продуктов. Промежуточные продукты ковалентно связаны тиоэфирной связью с ферментативным комплексом вплоть до финальной стадии. FAS I менее эффективен, чем FAS II; тем не менее, он позволяет образовывать больше молекул, включая жирные кислоты со «средней длиной цепи», обрывая удлинение цепи на ранней стадии синтеза[3].