Comme d’autres acides aminés, il fait partie des protéines importantes pour les cellules. De nombreuses études ont prouvé que, dans les situations de stress abiotique, les plantes accumulent de la valine, ainsi que de l’alanine et de la leucine. L’isoleucine fait partie du sous-groupe des acides aminés à chaîne ramifiée (en anglais, ils sont appelés acides aminés à chaîne ramifiée, BCAA). Ces acides aminés servent de substrat pour synthétiser de nombreux autres métabolites. Par exemple, la leucine est un précurseur d’alcools et autres composés qui améliorent les qualités organoleptiques des fruits. Dans les situations de stress abiotique, les plantes produisent un grand nombre d’acides aminés à chaîne ramifiée (valine, isoleucine, etc.) qui sont utilisés par la plante pour synthétiser des protéines de réponse au stress.