被運輸到細胞質中的乙酰輔酶A，除合成脂肪酸外，還可用於合成膽固醇。
膽固醇
此途徑前兩步與酮體合成是相同的，都是先形成乙酰乙酰輔酶A，再生成β-羥基-β-甲基戊二酰輔酶A（HMG-CoA）。不過因為細胞定位不同，所以負責催化的是胞漿同工酶（ACAT2和HMGCS1）。
大多數乙酰乙酰輔酶A由ACAT2合成，但酮體也可作為一種來源。細胞質中的乙酰乙酰輔酶A合酶（AACS）可催化乙酰乙酸生成乙酰乙酰輔酶A。
HMG-CoA被內質網中的HMG-CoA還原酶（HMGR）轉化為二羥甲基戊酸（mevalonate，MVA）。這個反應消耗兩摩爾NADPH，是膽固醇合成的限速步驟。HMGR的編碼基因是HMGCR，受到嚴密調控。
MVA經2分子ATP活化，再脫羧，生成異戊烯醇焦磷酸酯（IPP）。6個IPP縮合生成鯊烯。鯊烯是合成膽固醇的直接前體，不溶於水，所以需要由固醇載體蛋白運載。鯊稀環化成羊毛固醇，再經切除甲基、雙鍵移位、還原等19步反應生成膽固醇。
膽固醇合成過程，引自themedicalbiochemistrypage.org
膽固醇合成的一些中間體具有重要生物功能。IPP是活潑前體，可縮合形成膽固醇、脂溶性維生素、萜類等許多物質。從IPP合成鯊稀的一些中間體及其衍生物，如香葉基焦磷酸（GPP）和法尼基焦磷酸（FPP）等，均可看作異戊二烯衍生物，統稱類異戊二烯（isoprenoids），具有重要生理作用。
由IPP與FPP縮合，可以合成磷酸多萜醇（Dolichol phosphate）。它是合成脂連接寡糖（lipid-linked oligosaccharide, LLO）的基礎，用於蛋白質的N-糖基化。
多萜醇
FPP還參與輔酶Q和血紅素A的合成，後者是呼吸鏈複合物IV中細胞色素c氧化酶的輔基。
血紅素A
FPP和香葉基香葉基焦磷酸（GGPP），可以通過異戊二烯基轉移酶的催化對一系列蛋白質進行修飾，稱為法尼基化（farnesylation）和香葉基香葉基化（geranylgeranylation），統稱異戊二烯化（prenylation）。
蛋白質的法尼基化。引自Crit Rev Biochem Mol Biol. 2018 Jun; 53(3): 279-310.
親脂性的異戊二烯基團可以促進蛋白質在細胞膜中的錨定，介導蛋白質-蛋白質相互作用和信號轉導。許多重要胞內蛋白會發生異戊二烯化，包括小G蛋白超家族的大多數成員，以及異三聚體G蛋白和核纖溶酶。
蛋白質被異戊二烯化之後通常會在內質網進行進一步處理。法呢基化蛋白上CAAX盒中的“ AAX”殘基通常被Ras轉化酶（Rce1）或鋅金屬蛋白酶Ste24（ZMPSte24）切割。包括腦在內的所有組織中都檢測到了這兩種酶。切割產生的C端法呢基半胱氨酸被定位於ER 的SAM依賴性甲基轉移酶Icmt甲基化。
Ras法尼基化和膜運輸。引自Crit Rev Biochem Mol Biol. 2018 Jun; 53(3): 279-310.
已經鑑定或預測了數百種蛋白質會發生異戊二烯化，但研究最多的是小G蛋白中的Ras超家族。它由150多個成員組成，分為五個亞家族：Ras，Rho，Rab，Ran和Arf。這些蛋白質充當分子開關，通過與下游效應子的相互作用，調節多種細胞過程和功能，包括細胞生長和存活、分化和增殖、細胞骨架組織、囊泡運輸、基因表達和能量代謝等。
Ras-GTP
幾乎所有小G蛋白激活下游信號通路的基本啟動步驟都是與膜結合，而這依賴於異戊二烯化（有時還需要其他脂酰化修飾）。因此，異戊二烯化對小G蛋白的功能有重要影響。
在質膜上，Ras蛋白以單體和二聚體的形式橫向擴散並組裝成更高階的低聚物和納米簇。納米簇包含大約六個Ras蛋白，半徑約為9 nm，壽命小於1 s。Ras納米簇是效應子結合和信號傳遞的平臺。
異戊二烯基團在Ras蛋白與膜脂相互作用過程中起著精細的調控作用。例如，不同的異戊二烯鏈長，會導致不同種類的膜脂與蛋白相互作用（Cell. 2017 Jan 12; 168(1-2): 239–251.e16.）。這會影響納米簇的組裝，進而改變信號輸出。
異戊二烯修飾的異常與多種疾病有關，包括心腦血管疾病、癌症、骨骼疾病、傳染病、早衰，以及包括阿茲海默氏病在內的神經退行性疾病。越來越多的生化證據表明，類異戊二烯和異戊二烯化蛋白參與AD病理學中的多個過程，包括APP加工和Aβ代謝，tau磷酸化，神經炎症以及突觸可塑性和認知功能。
類異戊二烯與AD。引自Crit Rev Biochem Mol Biol. 2018 Jun; 53(3): 279-310.
因此，類異戊二烯和異戊二烯基轉移酶已經成為藥物開發的熱點靶標（Crit Rev Biochem Mol Biol. 2018 Jun; 53(3): 279-310.）。
類異戊二烯代謝及相關抑制劑。引自Crit Rev Biochem Mol Biol. 2018 Jun; 53(3): 279-310.
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