ポリケチド (polyketide) とは、アセチルCoAを出発物質とし、マロニルCoAを伸張物質としてポリケトン鎖を合成した後、様々な修飾を受けて生合成された化合物の総称である[1]。めったに使われないシノニムとしてアセトゲニン（acetogenin）およびケチド（ketide）がある[1]。

「脂肪酸の生合成」と「ポリケチドの生合成」の過程は非常に良く似ているが、前者はカルボニル基 (?CO?) の還元を受けて炭化水素鎖を形成するのに対し、後者はカルボニル基の還元を受けずにポリケトン鎖を形成する点で差異がある。両者の生合成の過程を合わせて酢酸・マロン酸経路と総称する。
生合成
ポリケチド合成酵素 (PKS)
ポリケチド生合成において最も重要なポリケトメチレン鎖伸長反応
(R-CO-S-CoA (or ACP) + マロニルCoA (メチルマロニルCoA、エチルマロニルCoA) → R-CO-CH2-CO-S-CoA (or ACP))

ポリケチド合成酵素とは、ポリケチドを合成する多ドメイン酵素または酵素複合体である。真正細菌や真菌、植物、少数の動物が持つ。ポリケチドの生合成経路は脂肪酸のそれと多くの点で類似する[2][3]。PKSはI型、II型、III型の3種類が存在し、後に詳しく述べるがI型PKSは複数のドメインが一つのポリペプチド上に連なった長大な蛋白質、II型PKSは異なる機能を持った蛋白質の複合体、III型ポリケタイド合成酵素はケトシンテースドメインのみからなる小型の蛋白質である。いずれの酵素もスターター基質と呼ばれるCoAエステル(もしくはACP体)に伸長鎖基質(マロニルCoAなど)を複数回縮合する反応を触媒する。スターター基質としてはアセチル-CoA、脂肪酸CoAエステル、ベンゾイルCoA、クマロイルCoAなどが通常用いられる。

特定のポリケチド合成酵素の遺伝子は通常、細菌では一つのオペロン、真核生物では遺伝子集団に存在する[要出典]。
分類

ポリケチド合成酵素は3つの群に分類される。

I型 ? 巨大なモジュールタンパク質

II型 ? 単機能タンパク質の集合

III型 ? ACPドメインを利用しない

I型ポリケチド合成酵素はさらに下記のように細分化される。

反復型ポリケチド合成酵素（Iterative PKS： IPKS） ? 同一ドメインを繰り返し利用する。

モジュール型ポリケチド合成酵素（Modular PKS） ? 複数のモジュールから構成され、一つのモジュールが一回のポリケチド鎖伸長反応を触媒する（例外として独立したATドメイン（trans-AT）が繰り返し利用されることがある）。

さらに、反復型ポリケチド合成酵素は下記のように細分化される。

非還元型ポリケチド合成酵素（non-reducing PKS：NR-PKS） — 文字通りのポリケチドを合成する。

部分的還元型ポリケチド合成酵素（partially reducing PKS：PR-PKS）

全還元型ポリケチド合成酵素（fully reducing PKS：FR-PKS） — 脂肪酸誘導体を合成する。

モジュールとドメインドキソルビシン誘導体の?-ロドマイシノンの生合成経路。一番上の反応式がポリケチド合成酵素によるもの。

I型ポリケチド合成酵素の各モジュールはいくつかのドメインによって構成されており、お互いにスペーサー領域によって分離している。ポリケチド合成酵素のモジュールとドメインの構成は下記の通りである（上から下へN末端からC末端へと進む）。

開始または積込みモジュール: AT-ACP-

伸長または拡大モジュール: -KS-AT-[DH-ER-KR]-ACP-

終止または放出ドメイン: -TE

必須ドメイン:

AT: アシル基転移酵素

ACP: 翻訳後修飾により得られた補因子（セリンに結合した4-ホスホパンテテイン）のチオール基を持つアシル基運搬タンパク質

KS: システイン側鎖のチオール基を持つケトン合成酵素

TE: チオエステル加水分解酵素（サイクラーゼなどが付加することもある）

主要な修飾ドメイン:

KR: ケトン還元酵素

DH: 脱水酵素

ER: エノイル還元酵素

その他のドメイン:

MT: メチル基転移酵素O- またはC- (αまたはβ)

SH: システインリアーゼ

PT: ポリケチドの大きさをコントロール

酵素反応の段階

ポリケチドの合成は、生成物の伸長を伴う重合反応である。