Leucina și izoleucina sunt doi aminoacizi diferiți, substanțe care apar în mod natural în alimentele pe care le consumă oamenii și care sunt componentele principale ale proteinelor dietetice. Ambii sunt considerați aminoacizi esențiali, ceea ce înseamnă că organismul nu poate produce singur acești compuși și, prin urmare, trebuie consumați în alimente. De asemenea, atât leucina, cât și izoleucina sunt ușor disponibile în multe alimente bogate în proteine de plante și animale, cum ar fi nucile, migdalele, boabele de soia, ouăle, carnea și laptele și sunt populare și sub formă de suplimente. Este important de reținut că cele două au formule chimice diferite, sunt derivate din compuși sursă diferite, necesită acțiunea diferitelor enzime pentru a fi sintetizate și au funcții ușor diferite în organism.
Isoleucina este produsă doar de plante și de unele microorganisme, proces care implică conversia acidului piruvic și implică acidul alfa-cetoglutaric ca intermediar. Acidul piruvic este o substanță obținută în mod natural ca parte a metabolismului carbohidraților și grăsimilor, în timp ce acidul alfa-cetoglutaric este un alt compus metabolic. Ambele facilitează respirația aerobă în celule. Leucina, deși sintetizată și de microorganisme și plante și implică metabolismul acidului piruvic, necesită implicarea diferitelor substanțe intermediare, și anume acidul alfa-cetoizovaleric.
Leucina și izoleucina diferă și prin enzimele necesare pentru a facilita sinteza lor la plante. Pentru a crea izoleucină din acidul piruvic, sunt necesare patru enzime sau substanțe care declanșează reacțiile chimice: acetolactat sintaza, acetohidroxi acid izomeroreductaza, dihidroxi acid dehidratază și valină aminotransferaza. Prin contrast, sinteza leucinei necesită primele trei în plus față de alfa-izopropilmalat sintaza, alfa-izopropilmalat izomeraza și leucină aminotransferaza.
Alimentele vegetale care sintetizează o cantitate mare de leucină includ soia, arahide, germeni de grâu și migdale. Alimentele vegetale care sunt dense cu izoleucină includ soia și algele marine. Animalele crescute pentru hrană tind să consume o mulțime de alimente vegetale care conțin aminoacizi, inclusiv porumb, grâu și soia. La fel, peștii de crescătorie sunt hrăniți cu alge marine. Din acest motiv, o mulțime de leucină și izoleucină sunt transferate în alimentele de origine animală consumate de oameni, inclusiv ouă, carne de pasăre, carne de vită, miel și pește.
Acești doi aminoacizi îndeplinesc, de asemenea, funcții ușor diferite în corpul uman, odată consumați. Alături de aminoacidul valină, leucina și izoleucina sunt cunoscute ca aminoacizi cu lanț ramificat (BCAA), ceea ce înseamnă că au un lanț lateral suplimentar pe bază de carbon în structura lor moleculară. BCAA-urile sunt asociate cu creșterea și repararea țesuturilor, făcându-le populare ca supliment pentru culturisti și alți halterofili. În plus, ambele sunt stocate de organism în ficat, în mușchi și în grăsimea corporală stocată. Cu toate acestea, s-a demonstrat că numai leucina încurajează producerea de proteine în celulele musculare, care este necesară hipertrofiei sau creșterii musculare.