Fenilcetonúria (PKU) é um erro herdado do metabolismo causado por uma deficiência na enzima fenilalanina hidroxilase. A perda desta enzima resulta em retardo mental, lesão de órgãos, postura incomum e pode, em casos de PKU materna, comprometer gravemente a gravidez.

A PKU clássica é um distúrbio autossômico recessivo, causado por mutações em ambos os alelos do gene para a fenilalanina hidroxilase (PAH), encontrado no cromossomo 12. No organismo, a fenilalanina hidroxilase converte o aminoácido fenilalanina em tirosina, outro aminoácido. Mutações em ambas as cópias do gene para PAH significa que a enzima está inativa ou é menos eficiente, e a concentração de fenilalanina no corpo pode se acumular até níveis tóxicos. Em alguns casos, mutações na HAP resultarão em uma forma fenotípica leve de PKU chamada hiperfenilalanemia. Ambas as doenças são o resultado de uma variedade de mutações no locus PAH; nos casos em que um paciente é heterozigoto para duas mutações de PAH (ou seja, cada cópia do gene tem uma mutação diferente), a mutação mais leve predominará.

Uma forma de PKU foi descoberta em ratos, e esses organismos modelo estão nos ajudando a entender melhor a doença, e a encontrar tratamentos contra ela. Com cuidadosa supervisão dietética, crianças nascidas com PKU podem levar vidas normais, e mães que têm a doença podem produzir crianças saudáveis.