Leucin i izoleucin su dvije različite aminokiseline, tvari koje se prirodno pojavljuju u hrani koju ljudi jedu, a koje su glavne komponente prehrambenih proteina. Obje se smatraju esencijalnim aminokiselinama, što znači da tijelo ne može samo proizvesti te spojeve i stoga se moraju unositi hranom. Također, i leucin i izoleucin su lako dostupni u mnogim biljnim i životinjskim namirnicama bogatim proteinima kao što su orasi, bademi, soja, jaja, meso i mlijeko, a popularni su i u obliku dodataka. Važno je napomenuti da ova dva imaju različite kemijske formule, potječu iz različitih izvornih spojeva, zahtijevaju djelovanje različitih enzima da bi se sintetizirali i imaju malo različite funkcije u tijelu.
Izoleucin proizvode samo biljke i neki mikroorganizmi, proces koji uključuje pretvorbu pirogrožđane kiseline i alfa-ketoglutarnu kiselinu kao posrednika. Pirogrožđana kiselina je tvar koja se prirodno stvara kao dio metabolizma ugljikohidrata i masti, dok je alfa-ketoglutarna kiselina drugi metabolički spoj. Oba olakšavaju aerobno disanje u stanicama. Leucin, iako ga također sintetiziraju mikroorganizmi i biljke i uključuje metabolizam pirogrožđane kiseline, zahtijeva sudjelovanje različitih posrednih tvari, odnosno alfa-ketoizovalerične kiseline.
Leucin i izoleucin se također razlikuju po enzimima potrebnim za olakšavanje njihove sinteze u biljkama. Za stvaranje izoleucina iz pirogrožđane kiseline potrebna su četiri enzima ili tvari koje pokreću kemijske reakcije: acetolaktat sintaza, izomeroreduktaza acetohidroksi kiseline, dehidrataza dihidroksi kiseline i valin aminotransferaza. Nasuprot tome, sinteza leucina zahtijeva prva tri uz alfa-izopropilmalat sintazu, alfa-izopropilmalat izomerazu i leucin aminotransferazu.
Biljna hrana koja sintetizira veliku količinu leucina uključuje soju, kikiriki, pšenične klice i bademe. Biljna hrana bogata izoleucinom uključuje soju i morske alge. Životinje koje se uzgajaju za hranu obično konzumiraju mnogo biljne hrane koja sadrži aminokiseline, uključujući kukuruz, pšenicu i soju. Isto tako, uzgojene ribe hrane se morskim algama. Iz tog razloga, puno leucina i izoleucina se prenosi u hranu životinjskog podrijetla koju jedu ljudi, uključujući jaja, perad, govedinu, janjetinu i ribu.
Ove dvije aminokiseline također obavljaju malo različite funkcije u ljudskom tijelu kada se jednom konzumiraju. Uz aminokiselinu valin, leucin i izoleucin su poznati kao aminokiseline razgranatog lanca (BCAA), što znači da imaju dodatni bočni lanac baziran na ugljiku u svojoj molekularnoj strukturi. BCAA su povezane s rastom i popravkom tkiva, što ih čini popularnim kao dodatak kod bodybuildera i drugih dizača utega. Osim toga, tijelo ih pohranjuje u jetri, mišićima i pohranjenoj tjelesnoj masnoći. Međutim, pokazalo se da samo leucin potiče proizvodnju proteina u mišićnim stanicama, što je neophodno za mišićnu hipertrofiju ili rast.