Fenilketonüri, fenilalanin amino asidinin metabolizmasından sorumlu olan fenilalanin hidroksilaz (PAH) enziminin eksikliği veya işlevsel yokluğu sonucu gelişen, otozomal resesif geçişli kalıtsal bir metabolizma hastalığıdır.^[1] Bu enzim eksikliği nedeniyle fenilalanin tirozine dönüştürülemez ve kanda toksik düzeylerde birikerek özellikle santral sinir sistemi üzerinde nörotoksik etkilere yol açar.^[2]

PAH enzimi, fenilalanini tirozine dönüştürürken tetrahidrobiopterin (BH4) kofaktörünü kullanır. Bu metabolik yolak yalnızca amino asit metabolizması için değil, aynı zamanda dopamin, noradrenalin ve adrenalin biyosentezi için de dolaylı olarak kritik öneme sahiptir.^[2] Enzim aktivitesinin bozulması, fenilalaninin alternatif metabolik yollara yönelmesine ve fenilpirüvat, fenilasetat ve fenillaktat gibi nörotoksik metabolitlerin oluşmasına neden olur.^[1]