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肝是合成胆固醇的主要场所。胆固醇合成酶系存在于胞液及滑面内质网上。合成胆固醇的原料为乙酰辅酶A和NADPH，此外还需ATP提供能量，乙酰辅酶A是葡萄糖、氨基酸和脂肪酸在线粒体内的代谢分解产物。它不能通过线粒体内膜，需在线粒体内先与草酰乙酸缩合成柠檬酸，后者再通过线粒体内膜的载体进入胞质，然后柠檬酸在裂解酶的催化下，裂解生成乙酰CoA用于胆固醇合成。合成反应所需NADPH主要来自磷酸戊糖途径。 β羟β甲戊二酸单酰CoA(HMGCoA)还原酶是胆固醇合成的限速酶，也是各种因素对胆固醇合成的调节点。
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