合成脂肪酸的关键酶是乙酰CoA羧化酶。下面从其在脂肪酸合成过程中的作用、调节机制等方面详细阐述。

在脂肪酸合成过程中，乙酰CoA羧化酶起着至关重要的作用。脂肪酸合成的原料是乙酰CoA，而该酶能够催化乙酰CoA羧化生成丙二酸单酰CoA。这一步反应是脂肪酸合成的限速步骤，丙二酸单酰CoA是脂肪酸合成过程中重要的中间产物，后续在脂肪酸合成酶系的作用下逐步合成脂肪酸，所以乙酰CoA羧化酶的活性直接影响着脂肪酸合成的速度和效率。

从调节机制来看，乙酰CoA羧化酶受到多种因素的精细调节。从别构调节方面，柠檬酸和异柠檬酸是该酶的别构激活剂。当细胞内柠檬酸和异柠檬酸浓度升高时，表明细胞内有充足的糖代谢中间产物，此时它们结合到乙酰CoA羧化酶上，引起酶构象改变，使其由无活性的单体聚合成有活性的多聚体，从而加速乙酰CoA羧化反应，促进脂肪酸的合成。相反，软脂酰CoA是该酶的别构抑制剂，当细胞内脂肪酸合成过多时，软脂酰CoA浓度升高，它能使乙酰CoA羧化酶解聚成无活性的单体，抑制酶的活性，减少脂肪酸的合成，体现了反馈调节机制。

在化学修饰调节方面，乙酰CoA羧化酶可以在一种蛋白激酶的作用下发生磷酸化而失活，而磷蛋白磷酸酶则能使磷酸化的乙酰CoA羧化酶去磷酸化而恢复活性。激素也会对其产生影响，如胰高血糖素能激活蛋白激酶，使乙酰CoA羧化酶磷酸化而抑制其活性，减少脂肪酸合成；而胰岛素则能促进磷蛋白磷酸酶的活性，使乙酰CoA羧化酶去磷酸化而激活，加速脂肪酸合成。

综上所述，乙酰CoA羧化酶作为合成脂肪酸的关键酶，通过多种调节机制保证了细胞内脂肪酸合成能够根据机体的能量状态和代谢需求进行精确调控。