Синтеза масних киселина почиње од ацетил коензима А и приближно одговара обрнутом путу њихове разградње; у синтези масних киселина низ бикарбонатних фрагмената додаје се почетном ацетил коензиму А.
Синтеза масних киселина је потпуно цитоплазматска (тј. Ензими који катализују ову синтезу налазе се у цитоплазми). Ацетил коензим А који се користи у цитоплазми за синтезу масних киселина је митохондријског порекла: мали део се транспортује кроз карнитин, дејством два ензима ацил трансферазе (једног цитоплазматског и једног митохондријалног) и ензима транслоказе. Део ацетила коензим А митохондријског порекла добија се специјализованим путем: цитратна лиза (назив потиче од првог ензима овог пута).
Ацетил коензим А присутан у митохондријама потиче од гликолизе након дејства пируват дехидрогеназе; Ацетил коензим А подлеже дејству ензима цитрат синтазе: овај ензим катализује стварање цитрата реакцијом ацетил коензима А са оксалоацетатом. Ако је Кребсов циклус у стању да подмири енергетске потребе, почиње цитрат (количина непотребна у кребсов циклус) може напустити митохондрије и доћи до цитоплазме, где ензим цитрат -лиазе, трошећи енергију, претвара га назад у ацетил коензим А и оксалоацетат. На овај начин је могуће имати ацетил коензим А доступан у цитоплазми; настали оксалоацетат мора се, међутим, вратити у митохондрије да би поново био доступан за ензим цитрат синтазу.
Оксалоацетат се затим претвара у малат дејством ензима малат дехидрогеназа цитоплазматски (троши се цитоплазматски НАДХ): малат је пропустљиви метаболит и може поново ући у митохондрије где се, под дејством ензима митохондријалне малат дехидрогеназе, претвара у оксалоацетат (добија се и НАДХ); цитоплазматски пацијент може, алтернативно, да се подвргне дејству јабучног ензима, који врши декарбоксилацију и дехидрогенацију, да се претвори у пируват. Јабучни ензим делује на НАДП + (сличан је никотинамид -адениндинуклеотиду, али за разлику од овога, има фосфорну групу на другој хидроксилној групи на једној од две јединице рибозе), па се при преласку из малата у пируват производи НАДПХ ( који се користи у биосинтези) Пируват затим улази у митохондрије где се дејством пируват карбоксилазе или у ацетил коензим А преко пируват дехидрогеназе претвара у оксалоацетат.
Погледајмо пример: осам молекула ацетил коензима А потребно је за синтезу палмитинске киселине (ланац са шеснаест атома угљеника), али се само један од њих користи као такав: седам молекула ацетил коензима А се "ензимом претвара у малонил коензим А" ацетил коензим А карбоксилаза (овај ензим користи молекул ЦО2 и има биотин као кофактор).
Ензим ацетил коензим А карбоксилаза може постојати у готово неактивном диспергованом облику и активном агрегатном облику (око двадесет јединица); прелазак из диспергованог у агрегатни облик јавља се када у цитоплазми постоји „висока концентрација цитрата: цитрат је позитиван модулатор ензима ацетил коензима А карбоксилазе.
Ензим ацетил коензима А карбоксилазе има и друге позитивне (инсулин) и негативне (глукагон, адреналин и ацил коензим А) модулаторе.
Анализираћемо синтезу масних киселина у бактерији есцхерицхиа цоли у којој се та синтеза јавља дејством седам различитих протеина; у еукариотским ћелијама механизам којим се одвија синтеза масних киселина сличан је бактеријском, али је у еукариота седам ензима одговорних за синтезу груписано у два мултиензимска комплекса А и Б.
У бактеријама, седам различитих гена кодира за:
- АЦП (протеин носећи ацил);
- АЦП-ацетил трансацетилаза;
- АЦП.малонил трансацетилаза;
- β-кето-ацил-АЦП синтаза (кондензациони ензим);
- β-кето-ацил-АЦП редуктаза;
- Д-β-хидрокси-ацил дехидратаза;
- еноил-АЦП редиговано.
Код еукариота два гена кодирају за:
Подјединица А.
АЦП;
Кондензациони ензим
β-кето-ацил-АЦП редуктаза.
Подјединица Б.
АЦП-ацетил трансацетилаза;
АЦП-малонил трансацетилаза;
Д-β-хидрокси-ацил дехидратаза;
еноил-АЦП редиговано.
Седам протеина Есцхерицхиа цоли распоређено је тако да постоји централни (АЦП), а осталих шест око њега.
У његово ензимско деловање укључене су две сулфхидрилне групе: једна која припада цистеину и једна која припада дугом краку фосфопантеина; АЦП се везује за супстрат који се преко фосфопантетеинског крака доводи у контакт са другим ензимима који су на тај начин способни да изврше своје ензимско деловање.
Ацетил коензим А (помоћу АЦП ацетил трансацилазе) везује се за ензим АЦП (тачније за сумпор цистеина који формира дериват цистеила) и ослобађа се коензим А; тада интервенише АЦП-малонил трансакцилазе који катализује напад малонил на фосфопантеин (такође се у овом процесу ослобађа коензим А који је у почетку био везан за малонил).
Следећи корак укључује β-кето-ацил АЦП синтазу која је кондензациони ензим: омогућава фузију између два скелета; малонил се лако декарбоксилује и формира се карбонил ацетил деривата цистеин: цистеин се ослобађа и настаје дериват β-кето (ацетил ацетил) фосфопантетина.
Након тога, интервенише β-кето-ацил-АЦП редуктаза која редукује карбонил даље у АЦП-ензим (хидроксид формира НАДПХ који се редукује у НАДП +).
Сада, 3-хидрокси-ацил АЦП дехидратаза делује (долази до дехидрације) што доводи до стварања незасићеног система (алкена).
Следећи процес укључује еноил-АЦП-редуктазу (врши хидрогенацију: формира се алкан и НАДПХ се редукује у НАДП +).
Последња фаза укључује претварање ацил производа добијеног из првог циклуса у једињење способно за започињање другог циклуса: ензим трансакцилазе преноси ацил на цистеин, остављајући слободно место пантетина које ће сада бити спремно за везивање другог малонил.
У β-оксидацији, молекул ФАД-а се користи за добијање незасићеног α-β метаболита транс еноил коензима А дехидрогенацијом; у синтези масних киселина, уместо тога, молекул НАДПХ се користи да изазове супротну реакцију.
Обично се синтетишу масне киселине са шеснаест атома угљеника, али се такође могу произвести масне киселине са осамнаест, двадесет или двадесет два атома угљеника; масне киселине се затим естерификују да формирају триглицериде са активираним глицеролом (тј. глицерол 3-фосфат). Ово последње се може добити из дихидрокси ацетон фосфата дејством ензима глицерол фосфат дехидрогеназа или из глицерола преко ензима глицерол киназа.
Синтетизоване масне киселине морају се послати у масно ткиво; транспортују се у крвоток у облику триглицерида или, делимично као такви, уз употребу транспортног протеина који је албумин.
