Dois experimentos foram realizados para determinar a exigência de isoleucina (Experimento I) e avaliar os efeitos da interação de aminoácidos de cadeia ramificada (Experimento II) em dietas para tilápias do Nilo. Experimento I: A presente pesquisa teve como objetivo determinar a exigência de isoleucina para alevinos de tilápias do Nilo com base no desempenho produtivo, retenção de aminoácidos e expressão dos genes relacionados ao crescimento muscular Myod, miognenina e mTOR. Os Peixes (n = 280, peso corporal inicial de 2,46 ± 0,10 g) foram distribuídos em 24 aquários e alimentados com seis dietas peletizadas isoproteicas (264,4 g kg-1 de proteína bruta) e isoenergéticas (3072,77 kcal kg-1 energia digestível), contendo 8,5; 11,0; 13,8; 17,0; 20,5 e 23,4 g kg-1 de isoleucina, durante oito semanas. Não foi observado efeito dos níveis de isoleucina sobre o índice hepatossomático e sobrevivência dos peixes. Peixes alimentados com 13,8 g kg-1 de isoleucina apresentaram maior peso corporal final, ganho de peso e melhor conversão alimentar comparados aos peixes alimentados com as demais dietas. A retenção de proteína foi melhor em peixes alimentados com 13,8 g kg-1 de isoleucina em relação aos peixes alimentados com 8,5 g de isoleucina kg-1. Com exceção da alanina, treonina e serina, dietas com diferentes níveis de isoleucina influenciaram a retenção de aminoácidos. Peixes alimentados com 8,5 g kg-1 de isoleucina apresentaram menor retenção de histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, ácido aspártico, ácido glutâmico e glicina em relação aos peixes que receberam a dieta com 13,8 g kg-1 de isoleucina. Peixes alimentados com 13,8 g kg-1 de isoleucina apresentaram maior expressão do gene MyoG, mas não foi observado efeito da isoleucina sobre a MyoD. Com base na análise de regressão pelo modelo Broken-line dos dados de ganho de peso em relação aos níveis de isoleucina dietética foi determinada exigência de 13,46 g kg-1 de isoleucina. Experimento II: Os efeitos de dietas contendo excedentes de isoleucina, leucina e valina de forma isolada ou combinada foram avaliados em dieta de alevinos de tilápia do Nilo sobre o desempenho produtivo, composição corporal e retenção de aminoácidos. Os peixes (n = 320, peso inicial médio de 1,70 ± 0,88 g) foram distribuídos em um delineamento inteiramente ao acaso com cinco tratamento e quatro repetições. Foi elaborada dieta basal contendo 281,36 g kg-1 de proteína bruta e 4490,85 kcal kg-1 de energia bruta (Controle). A partir da dieta basal foram elaboradas quatro dietas com excesso (dobro da exigência dietética) de isoleucina (+Ile), leucina (+Leu), valina (+Val) ou Ile, Leu e Val (+BCAA). Foi observado maior peso final e ganho de peso em peixes alimentados com as dietas controle e +BCAA em comparação com os peixes alimentados com as demais dietas. Foi observada menor retenção de proteína em peixes alimentados com as dietas +Ile, +Leu, +Val e +BCAA em relação ao observado com peixes alimentados com a dieta controle. Apesar de não observar diferenças no ganho de peso dos peixes alimentados com a dieta controle e +BCAA, ocorreu maior deposição de gordura corporal nos peixes alimentados com a dieta +BCAA, indicando a oxidação de aminoácidos para produzir energia ao invés da síntese de proteína. Não foi observado antagonismo entre os aminoácidos aromáticos, sendo que os excessos de isoleucina, leucina e valina afetaram negativamente apenas a retenção do próprio aminoácido suplementado em excesso. Peixes alimentados com a dieta controle excretaram menos nitrogênio em relação aos que consumiram as demais dietas. Concluiu-se que não ocorre antagonismo entre os aminoácidos aromáticos em dietas para alevinos de tilápia do Nilo alimentados com dietas com excesso de aminoácidos aromáticos, sendo importante considerar o balanceamento de aminoácidos aromáticos para melhorar a utilização dos aminoácidos dietéticos e otimizar o desempenho produtivo e a sustentabilidade da criação de tilápias.