Sama seperti pengoksidaan beta, sintesis asid lemak rantai lurus berlaku melalui enam tindak balas berulang yang ditunjukkan di bawah, sehingga asid palmitik 16 atom karbon dihasilkan.[35][36]

Rajah yang dibentangkan menunjukkan bagaimana asid lemak disintesis dalam mikroorganisma dan menyenaraikan enzim yang terdapat dalam Escherichia coli.[35] Tindak balas ini dilakukan oleh sintase asid lemak II (FASII), yang secara amnya mengandungi pelbagai enzim yang bertindak sebagai satu kompleks. FASII terdapat dalam prokariot, tumbuhan, kulat, dan parasit serta dalam mitokondria.[37]

Dalam haiwan dan juga beberapa kulat seperti yis, tindak balas yang sama ini berlaku pada asid lemak sintase I (FASI), protein dimer besar yang mempunyai semua aktiviti enzim yang diperlukan untuk mencipta asid lemak. FASI kurang cekap daripada FASII; bagaimanapun, ia membolehkan pembentukan lebih banyak molekul, termasuk asid lemak "rantai sederhana" melalui penamatan rantaian awal.[37] Enzim asiltransferase dan transasilase menggabungkan asid lemak dalam fosfolipid, triasilgliserol dsb. dengan memindahkan asid lemak antara penerima asil dan penderma. Mereka juga mempunyai tugas untuk mensintesis lipid bioaktif serta molekul dahulunya.[38]

Sebaik sahaja asid lemak karbon 16:0 telah terbentuk, ia boleh menjalani beberapa pengubahsuaian, mengakibatkan penyahtepuan dan/atau pemanjangan. Pemanjangan, bermula dengan stearat (18:0), dilakukan terutamanya dalam retikulum endoplasma oleh beberapa enzim terikat membran. Langkah-langkah enzimatik yang terlibat dalam proses pemanjangan pada dasarnya adalah sama seperti yang dijalankan oleh sintesis asid lemak, tetapi empat langkah berturut-turut utama pemanjangan dilakukan oleh protein individu, yang mungkin dikaitkan secara fizikal.[39][40]

Singkatan: ACP – Protein pembawa asil, KoA – Koenzim A, NADP – Nikotinamida adenina dinukleotida fosfat.

Ambil perhatian bahawa semasa sintesis lemak agen penurun ialah NADPH, manakala NAD ialah agen pengoksidaan dalam pengoksidaan beta (pecahan asid lemak kepada asetil-KoA). Perbezaan ini menunjukkan prinsip umum bahawa NADPH digunakan semasa tindak balas biosintetik, manakala NADH dijana dalam tindak balas menghasilkan tenaga.[34] (Oleh itu NADPH juga diperlukan untuk sintesis kolesterol daripada asetil-KoA; manakala NADH dijana semasa glikolisis). Sumber NADPH adalah dua kali ganda. Apabila malat didekarboksilasi secara oksidatif oleh "enzim malik bersambungan NADP+", piruvat, CO 2 dan NADPH terbentuk. NADPH juga dibentuk oleh laluan pentosa fosfat yang menukar glukosa kepada ribosa yang boleh digunakan dalam sintesis nukleotida dan asid nukleik, atau ia boleh dikatabolismekan kepada piruvat.[34]

Penukaran karbohidrat kepada asid lemak

Pada manusia, asid lemak terbentuk daripada karbohidrat terutamanya dalam hati dan tisu adipos serta dalam kelenjar susu semasa penyusuan. Piruvat yang dihasilkan oleh glikolisis ialah perantara penting dalam penukaran karbohidrat kepada asid lemak dan kolesterol.[34] Ini berlaku melalui penukaran piruvat kepada asetil-KoA dalam mitokondria. Walau bagaimanapun, asetil-KoA ini perlu diangkut ke dalam sitosol, di mana sintesis asid lemak dan kolesterol berlaku. Ini tidak boleh berlaku secara langsung. Untuk mendapatkan asetil-KoA sitosol, sitrat (dihasilkan oleh pemeluwapan asetil-KoA dengan oksaloasetat) dikeluarkan daripada kitaran asid sitrik dan dibawa merentasi membran mitokondria dalam ke dalam sitosol.[34] Di sana, ia dibelah oleh ATP sitrat liase menjadi asetil-KoA dan oksaloasetat. Oksaloasetat dikembalikan kepada mitokondria sebagai malat (dan kemudian ditukar semula menjadi oksaloasetat untuk memindahkan lebih banyak asetil-KoA keluar daripada mitokondria).[41] Asetil-KoA sitosol dikarboksilasi oleh asetil KoA karboksilase menjadi malonil-KoA, langkah pertama yang dilakukan dalam sintesis asid lemak.[41][42]

Kawal atur sintesis asid lemak

Asetil-KoA dibentuk menjadi malonil-KoA oleh asetil-KoA karboksilase, di mana malonil-KoA ditakdirkan untuk menyuap ke dalam laluan sintesis asid lemak. Asetil-KoA karboksilase ialah titik pengawalan dalam sintesis asid lemak rantai lurus tepu, dan tertakluk kepada kedua-dua pemfosforilan dan kawal atur alosterik. Kawal atur pemfosforilan berlaku kebanyakannya pada mamalia, manakala kawal atur alosterik wujud dalam kebanyakan organisma. Kawalan alosterik berlaku sebagai perencatan maklum balas oleh palmitoil-KoA dan pengaktifan oleh sitrat. Apabila terdapat paras palmitoil-KoA yang tinggi, produk akhir sintesis asid lemak tepu, ia menyahaktifkan asetil-KoA karboksilase secara alosterik untuk mengelakkan pengumpulan asid lemak dalam sel. Sitrat bertindak untuk mengaktifkan asetil-KoA karboksilase di bawah paras yang tinggi kerana paras yang tinggi menunjukkan bahawa terdapat cukup asetil-KoA untuk disuap ke dalam kitaran Krebs dan menghasilkan tenaga.[43]

Paras plasma insulin yang tinggi dalam plasma darah (contohnya selepas makan) menyebabkan penyahfosforilasi dan pengaktifan asetil-KoA karboksilase, sekali gus menggalakkan pembentukan malonil-KoA daripada asetil-KoA, dan akibatnya penukaran karbohidrat kepada asid lemak, manakala epinefrina dan glukagon (dilepaskan ke dalam darah semasa kelaparan dan kerahan tenaga) menyebabkan pemfosforilan, menghalang lipogenesis yang memihak kepada pengoksidaan asid lemak melalui pengoksidaan beta.[34][42]