Η λευκίνη και η ισολευκίνη είναι δύο διακριτά αμινοξέα, ουσίες που απαντώνται φυσικά στα τρόφιμα που τρώει ο άνθρωπος και είναι τα κύρια συστατικά της διατροφικής πρωτεΐνης. Και τα δύο θεωρούνται απαραίτητα αμινοξέα, πράγμα που σημαίνει ότι το σώμα δεν μπορεί να παράγει αυτές τις ενώσεις από μόνο του και ως εκ τούτου πρέπει να καταναλώνονται στα τρόφιμα. Επίσης, τόσο η λευκίνη όσο και η ισολευκίνη είναι άμεσα διαθέσιμα σε πολλές πλούσιες σε πρωτεΐνες φυτικές και ζωικές τροφές όπως τα καρύδια, τα αμύγδαλα, η σόγια, τα αυγά, το κρέας και το γάλα και είναι επίσης δημοφιλή σε μορφή συμπληρώματος. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι τα δύο έχουν διαφορετικούς χημικούς τύπους, προέρχονται από ενώσεις διαφορετικής πηγής, απαιτούν τη δράση διαφορετικών ενζύμων για τη σύνθεση και έχουν ελαφρώς διαφορετικές λειτουργίες στο σώμα.
Η ισολευκίνη παρασκευάζεται μόνο από φυτά και ορισμένους μικροοργανισμούς, μια διαδικασία που περιλαμβάνει τη μετατροπή του πυροσταφυλικού οξέος και περιλαμβάνει το άλφα-κετογλουταρικό οξύ ως ενδιάμεσο. Το πυροσταφυλικό οξύ είναι μια ουσία που παρασκευάζεται φυσικά ως μέρος του μεταβολισμού των υδατανθράκων και των λιπών, ενώ το άλφα-κετογλουταρικό οξύ είναι μια άλλη μεταβολική ένωση. Και τα δύο διευκολύνουν την αερόβια αναπνοή στα κύτταρα. Η λευκίνη, ενώ συντίθεται επίσης από μικροοργανισμούς και φυτά και περιλαμβάνει το μεταβολισμό του πυροσταφυλικού οξέος, απαιτεί τη συμμετοχή διαφορετικών ενδιάμεσων ουσιών, συγκεκριμένα του άλφα-κετοϊσοβαλερικού οξέος.
Η λευκίνη και η ισολευκίνη διαφέρουν επίσης ως προς τα ένζυμα που απαιτούνται για τη διευκόλυνση της σύνθεσής τους στα φυτά. Για να δημιουργηθεί ισολευκίνη από πυροσταφυλικό οξύ, χρειάζονται τέσσερα ένζυμα ή ουσίες που ξεκινούν εκ νέου χημικές αντιδράσεις: συνθάση ακετολολακτικής, ισομερορεδουκτάση ακετοϋδροξυ οξέος, αφυδατάση διυδροξυ οξέος και αμινοτρανσφεράση βαλίνης. Αντίθετα, η σύνθεση λευκίνης απαιτεί τα τρία πρώτα εκτός από την άλφα-ισοπροπυλμηλική συνθάση, την άλφα-ισοπροπυλμηλική ισομεράση και την αμινοτρανσφεράση της λευκίνης.
Οι φυτικές τροφές που συνθέτουν μεγάλη ποσότητα λευκίνης περιλαμβάνουν τη σόγια, τα φιστίκια, το φύτρο σιταριού και τα αμύγδαλα. Οι φυτικές τροφές που είναι πυκνές με ισολευκίνη περιλαμβάνουν τη σόγια και τα φύκια. Τα ζώα που εκτρέφονται για τροφή τείνουν να καταναλώνουν πολλές φυτικές τροφές που περιέχουν αμινοξέα, όπως καλαμπόκι, σιτάρι και σόγια. Ομοίως, τα εκτρεφόμενα ψάρια τρέφονται με φύκια. Για το λόγο αυτό, άφθονη λευκίνη και ισολευκίνη μεταφέρονται σε ζωικές τροφές που καταναλώνονται από τον άνθρωπο, συμπεριλαμβανομένων των αυγών, των πουλερικών, του βοείου κρέατος, του αρνιού και των ψαριών.
Αυτά τα δύο αμινοξέα εκτελούν επίσης ελαφρώς διαφορετικές λειτουργίες στο ανθρώπινο σώμα μόλις καταναλωθούν. Μαζί με το αμινοξύ βαλίνη, η λευκίνη και η ισολευκίνη είναι γνωστά ως αμινοξέα διακλαδισμένης αλυσίδας (BCAAs), που σημαίνει ότι έχουν μια επιπλέον πλευρική αλυσίδα με βάση τον άνθρακα στη μοριακή τους δομή. Τα BCAA συνδέονται με την ανάπτυξη και την επισκευή των ιστών, καθιστώντας τα δημοφιλή ως συμπλήρωμα σε bodybuilders και άλλους αρσιβαριστές. Επιπλέον, και τα δύο αποθηκεύονται από το σώμα στο συκώτι, στους μύες και στο αποθηκευμένο σωματικό λίπος. Μόνο η λευκίνη, ωστόσο, έχει αποδειχθεί ότι ενθαρρύνει την παραγωγή πρωτεΐνης στα μυϊκά κύτταρα, η οποία είναι απαραίτητη για την υπερτροφία ή την ανάπτυξη των μυών.