Kwasy tłuszczowe mają na jednym końcu grupę kwasową, połączoną z łańcuchem węglowodorowym, który odpycha wodę. Są bardzo ważnymi składnikami komórkowymi, pełniącymi strukturalne role jako składniki błonowe, sygnalizujące role hormonów i jako źródła energii napędzające metabolizm. Ludzie pozyskują wiele rodzajów kwasów tłuszczowych ze swojej diety, ale kilka rodzajów musi być syntetyzowanych przez organizm. W syntezie kwasów tłuszczowych u ssaków pośredniczy duża para białek zawierających wiele różnych enzymów, które współpracują ze sobą i są znane jako syntaza kwasów tłuszczowych (FAS).
Ten układ enzymatyczny jest bardzo złożony i przeprowadza szereg różnych reakcji biochemicznych, z których wszystkie prowadzą do syntezy kwasu tłuszczowego. Podstawową reakcją syntezy kwasów tłuszczowych jest łączenie cząsteczek składających się z dwóch jednostek węglowych w dłuższe łańcuchy w kwasy tłuszczowe. Kwas tłuszczowy tworzony przez ssaki to 16-węglowy związek kwasu palmitynowego, znany również jako C16. Kwas palmitynowy jest nasyconym kwasem tłuszczowym, co oznacza, że nie zawiera żadnych podwójnych wiązań. Biosynteza tego związku zachodzi w cytozolu i nie ma związku z błonami.
Synteza kwasu palmitynowego wymaga czegoś więcej niż tylko dwóch prekursorów węglowych kwasów tłuszczowych i syntazy kwasów tłuszczowych. Wymaga również kofaktora, który jest składnikiem niebiałkowym, luźno związanym z enzymem. Kofaktor CoA jest związkiem zawierającym siarkę, który towarzyszy każdej z substancji chemicznych, które służą jako źródło węgla dla łańcucha kwasów tłuszczowych. Źródłem dwóch jednostek węgla, które należy dodać do rosnącego łańcucha kwasu tłuszczowego, jest trójwęglowy kofaktor malonylo-CoA, który jest wytwarzany z dwuwęglowego związku acetylo-CoA.
Syntaza kwasów tłuszczowych musi najpierw zostać aktywowana przez kontakt z acetylo-CoA. Po tej reakcji FAS sekwencyjnie wydłuża powstający łańcuch kwasów tłuszczowych przy użyciu grup węglowych oddanych z malonylo-CoA. Proces ten wymaga szeregu różnych reakcji chemicznych. Gdy łańcuch rośnie, jest przekazywany z jednego enzymu do drugiego, aż osiągnie końcową długość 16 atomów węgla. Następnie jest uwalniany z białka.
Istnieją dwa rodzaje syntazy kwasów tłuszczowych. FAS Typ I to typ ssaka, który wytwarza kwas palmitynowy tylko przy użyciu dużej pary białek, z których każde zawiera kilka różnych enzymów. Natomiast FAS Typ II jest używany przez bakterie i rośliny. Ten wieloenzymowy kompleks zawiera pojedyncze enzymy jako oddzielne białka, które skupiają się razem. Kompleks typu II może wytwarzać dodatkowe rodzaje kwasów tłuszczowych, ale nie jest tak wydajny jak FAS typu I ssaków.