Fenylketonurie (PKU) je dědičná metabolická chyba způsobená nedostatkem enzymu fenylalaninhydroxylázy. Ztráta tohoto enzymu má za následek mentální retardaci, orgánové poškození, neobvyklé držení těla a v případě PKU matky může vážně ohrozit těhotenství.

Klasická PKU je autozomálně recesivní porucha, způsobená mutacemi obou alel genu pro fenylalaninhydroxylázu (PAH), který se nachází na 12. chromozomu. Fenylalaninhydroxyláza v těle přeměňuje aminokyselinu fenylalanin na tyrosin, další aminokyselinu. Mutace v obou kopiích genu pro PAH znamená, že enzym je neaktivní nebo méně účinný a koncentrace fenylalaninu v těle může narůstat až do toxických hodnot. V některých případech vedou mutace v PAH k fenotypicky mírné formě PKU zvané hyperfenylalanémie. Obě onemocnění jsou výsledkem různých mutací v lokusu PAH; v případech, kdy je pacient heterozygotem pro dvě mutace PAH (tj. každá kopie genu má jinou mutaci), bude převažovat mírnější mutace.

Byla objevena forma PKU u myší a tyto modelové organismy nám pomáhají lépe pochopit toto onemocnění a najít proti němu léčbu. Při pečlivém dietním dohledu mohou děti narozené s PKU vést normální život a matky, které touto chorobou trpí, mohou rodit zdravé děti.