Einfachzucker sind die Bausteine aller Kohlenhydrate, wie Zweifachzucker (Disaccaride) und Mehrfachzucker (Oligosaccaride, Polysaccaride).
Aufbau
Jeder Einfachzucker besteht aus einer Kette von C-Atomen (C für Kohlenstoff). Nach der Anzahl der Kohlenstoffatome spricht man von Pentosen, Hexosen oder Heptosen (für fünf, sechs oder sieben Atome). Der kleinste Einfachzucker hat drei Kohlenstoffatome. Nach oben ist die Länge prinzipiell unbegrenzt, aber in der Natur kommen maximal Zucker mit acht Kohlenstoffatomen vor.
Weiter ist an einem der Kohlenstoffatome ein O-Atom (O für Sauerstoff) per Doppelbindung angelagert. Falls dieses Kohlenstoffatom am Ende der Kette liegt, ist der Einfachzucker ein Aldeyhd, bei einem Kohlenstoffatom im Inneren der Kette liegt ein Keton vor. Man spricht dann (beispielsweise bei Hexosen) von Aldohexosen oder Ketohexosen.
Alle anderen Kohlenstoffatome haben ein H-Atom (H für Wasserstoff) und eine OH-Gruppe angebunden. In dem Sinne sind alle Einfachzucker also Alkohole.
Aus dem beschriebenen Aufbau der Einfachzucker ist ihre Summenformel ersichtlich: CnOnH2n.
Räumliche Struktur
Neben der Position der O-Gruppe in der Kohlenstoffkette spielt auch die räumliche Anordnung der OH-Gruppen eine wichtige Rolle. Bei einer Aldohexose beispielsweise vier der Kohlenstoffatome je nach einer 'rechts' oder 'links' angebrachten OH-Gruppe unterscheidbar. Insgesamt gibt es somit 24=16 verschiedene Stereoisomere einer Aldohexose, die sich im Stoffwechsel und in der optischen Aktivität unterscheiden.
Weiterhin kommen die Einfachzucker auch in Ringformen vor. Hierbei findet eine Bindung der O-Gruppe an eine OH-Gruppe statt. Das O-Atom ist dabei immer Teil des Ringes, und nicht alle C-Atome liegen im Ring. Um die ganze Struktur der Einfachzucker noch weiter zu verkomplizieren gibt es für einen gegebenen Einfachzucker im allgemeinen zwei verscheidene Ringstrukturen.
Photosynthese
Der Ausgangspunkt aller Einachzucker in Lebewesen ist die Photosynthese. In ihr wird aus CO2 (Kohlendioxid) und H2O (Wasser) unter Abspaltung von Sauerstoff Zucker aufgebaut.
Glukose und Fruktose sind die wichtigsten Zucker des Stoffwechses. Sie sind Energieträger und Zellbausteine (z.B. Chlorophyll).