Isoleucine vừa là một axit amin sinh đường và là một axit amin sinh ceton. Sau phản ứng chuyển amin với alpha-cetoglutarate, khung cacbon có thể được chuyển hóa thành Succinyl CoA, và được đưa vào chu trình Krebs để bị oxy hóa, hoặc chuyển thành oxaloaxetat cho sự sinh đường mới (sinh đường). Nó cũng có thể được chuyển hóa thành Acetyl CoA và được đưa vào chu trình Krebs bằng cách kết hợp với oxaloacetate để tạo thành citrate. Ở các loài động vật có vú Acetyl CoA không thể được chuyển hóa ngược lại thành cacbohydrate nhưng có thể được dùng để tổng hợp các thể ceton hoặc các acid béo (sinh ceton).

Biotin, còn được gọi là Vitamin B7 hoặc Vitamin H, là thành phần không thể thiếu trong chuyển hóa đầy đủ của isoleucine (và leucine). Nếu cơ thể thiếu biotin, isoleucine và leucine sẽ không được chuyển hóa hoàn toàn [3]. Điều này có thể dẫn tới nhiều vấn đề sinh lý (như trương lực cơ, sự tổng hợp protein, chuyển hóa lipid và acid béo) và các vấn đề về nhận thức do sự tích tụ sản phẩm chuyển hóa của isoleucine là hydroxyisovalerate. Toan huyết isovaleric là một ví dụ về rối loạn chuyển hóa.[cần dẫn nguồn]