Leusin dan isoleusin adalah dua asam amino yang berbeda, zat yang terjadi secara alami dalam makanan yang dimakan manusia yang merupakan komponen utama protein makanan. Keduanya dianggap asam amino esensial, yang berarti bahwa tubuh tidak dapat memproduksi senyawa ini sendiri dan oleh karena itu harus dikonsumsi dalam makanan. Juga, baik leusin dan isoleusin sudah tersedia di banyak makanan nabati dan hewani yang kaya protein seperti kenari, almond, kedelai, telur, daging, dan susu dan juga populer dalam bentuk suplemen. Penting untuk dicatat bahwa keduanya memiliki rumus kimia yang berbeda, berasal dari senyawa sumber yang berbeda, memerlukan aksi enzim yang berbeda untuk disintesis, dan memiliki fungsi yang sedikit berbeda dalam tubuh.
Isoleusin hanya diproduksi oleh tanaman dan beberapa mikroorganisme, proses yang melibatkan konversi asam piruvat dan melibatkan asam alfa-ketoglutarat sebagai perantara. Asam piruvat adalah zat yang dibuat secara alami sebagai bagian dari metabolisme karbohidrat dan lemak, sedangkan asam alfa-ketoglutarat adalah senyawa metabolisme lainnya. Keduanya memfasilitasi respirasi aerobik dalam sel. Leusin, sementara juga disintesis oleh mikroorganisme dan tanaman dan melibatkan metabolisme asam piruvat, memerlukan keterlibatan zat perantara yang berbeda, yaitu asam alfa-ketoisovalerat.
Leusin dan isoleusin juga berbeda dalam enzim yang dibutuhkan untuk memfasilitasi sintesisnya pada tanaman. Untuk membuat isoleusin dari asam piruvat, diperlukan empat enzim, atau zat yang memicu reaksi kimia: acetolactate synthase, acetohydroxy acid isomeroreductase, dihydroxy acid dehidratase, dan valin aminotransferase. Sebaliknya, sintesis leusin membutuhkan tiga yang pertama selain alpha-isopropylmalate synthase, alpha-isopropylmalate isomerase, dan leusin aminotransferase.
Makanan nabati yang mensintesis sejumlah besar leusin termasuk kedelai, kacang tanah, bibit gandum, dan almond. Makanan nabati yang padat dengan isoleusin termasuk kedelai dan rumput laut. Hewan yang diternakkan untuk makanan cenderung banyak mengonsumsi makanan nabati yang mengandung asam amino, termasuk jagung, gandum, dan kedelai. Demikian juga, ikan budidaya diberi makan rumput laut. Untuk alasan ini, banyak leusin dan isoleusin ditransfer ke makanan hewani yang dimakan manusia, termasuk telur, unggas, daging sapi, domba, dan ikan.
Kedua asam amino ini juga melakukan fungsi yang sedikit berbeda dalam tubuh manusia setelah dikonsumsi. Seiring dengan asam amino valin, leusin dan isoleusin dikenal sebagai asam amino rantai cabang (BCAA), yang berarti bahwa mereka memiliki rantai samping berbasis karbon ekstra dalam struktur molekulnya. BCAA dikaitkan dengan pertumbuhan dan perbaikan jaringan, menjadikannya populer sebagai suplemen dengan binaragawan dan atlet angkat besi lainnya. Selain itu, keduanya disimpan oleh tubuh di hati, di otot, dan di lemak tubuh yang disimpan. Hanya leusin, bagaimanapun, telah terbukti mendorong pembuatan protein dalam sel otot, yang diperlukan untuk hipertrofi otot, atau pertumbuhan.