A valina e a isoleucina são sintetizadas a partir do mesmo precursor, o piruvato. O piruvato, numa reação dependente de TTP (tiamina pirofosfato) e catalizada pela piruvato descarboxilase e por uma transcetolase, dá origem ao hidroxietil-TTP. Deste ponto em diante, dependendo do composto com que o hidroxietil-TTP se condensa, haverá a formação da valina ou da isoleucina.
Quando o hidroxietil-TTP se condensa com outra molécula de piruvato formando o acetolactato a via é diriginda para a síntese de valina. Mas se o hidroxietil se condensar com o cetobutirato a via é desviada para a síntese de isoleucina.
Síntese da isoleucina e da valina:
A leucina é formada a partir de um intermediário da via da valina, o cetoisovalerato. O cetoisovalerato se condensa com a acetil CoA formando o isopropilmalato, que dirige a via para a síntese de leucina.
Síntese da leucina: