Phenylketonuri (PKU) er en arvelig stofskiftefejl, der skyldes en mangel på enzymet phenylalaninhydroxylase. Tab af dette enzym resulterer i mental retardering, organskader, usædvanlig kropsholdning og kan, i tilfælde af PKU hos moderen, alvorligt kompromittere graviditeten.

Klassisk PKU er en autosomal recessiv lidelse, der skyldes mutationer i begge alleler af genet for phenylalaninhydroxylase (PAH), som findes på kromosom 12. I kroppen omdanner phenylalaninhydroxylase aminosyren phenylalanin til tyrosin, en anden aminosyre. Mutationer i begge kopier af genet for PAH betyder, at enzymet er inaktivt eller mindre effektivt, og koncentrationen af phenylalanin i kroppen kan stige til et giftigt niveau. I nogle tilfælde vil mutationer i PAH resultere i en fænotypisk mild form af PKU kaldet hyperfenylalanæmi. Begge sygdomme er resultatet af en række mutationer i PAH-lokussen; i de tilfælde, hvor en patient er heterozygot for to PAH-mutationer (dvs. hver kopi af genet har en anden mutation), vil den mildere mutation være fremherskende.

Der er blevet opdaget en form for PKU i mus, og disse modelorganismer hjælper os med at forstå sygdommen bedre og finde behandlinger mod den. Med omhyggelig overvågning af kosten kan børn, der er født med PKU, leve et normalt liv, og mødre, der har sygdommen, kan få sunde børn.