El ácido lipoico es un cofactor esencial para el metabolismo mitocondrial y se sintetiza de novo utilizando intermedios de la síntesis de ácido graso mitocondrial tipo II, S-adenosilmetionina y grupos de hierro-azufre. Este cofactor es necesario para la catálisis mediante complejos de mitocondrial 2-cetoácido deshidrogenasa, que incluyen piruvato deshidrogenasa, α-cetoglutarato deshidrogenasa y cetoácido deshidrogenasa de cadena ramificada. El ácido lipoico también desempeña un papel crítico en la estabilización y regulación de estos complejos multienzimáticos. Muchas de estas deshidrogenasas están reguladas por especies reactivas de oxígeno, mediadas a través del enlace disulfuro del resto protésico lipilo. En conjunto, sus funciones explican por qué el ácido lipoico es necesario para el crecimiento celular, la actividad mitocondrial y la coordinación del metabolismo del combustible.