Carboidratos: Açúcares Essenciais

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Carboidratos
Carboidratos, também chamados de açúcares, são as biomoléculas mais abundantes da face da terra, onde a cada ano são produzidos milhares destas biomoléculas por plantas e organismos fotossintetizantes, pelo processo de fotossíntese.
Carboidratos, assim como as proteínas e outras biomoléculas são indispensáveis à vida por diversas razões as quais podem-se citar: 1. São utilizadas como fonte e reserva de energia para as atividades celulares e do organismo como um todo. 2. Formam estruturas de proteção das células procarióticas (parede celular) e eucarióticas (parede celular vegetal) e estruturas de adesão. 3. Funcionam como elementos da matriz extracelular (MEC) dos tecidos, fornecendo aderência entre as células, fluxo de nutrientes e moléculas de importância no metabolismo e lubrificam articulações. 4. Funcionam como moléculas informativas e sinalizadores tanto na MEC quanto aderidos à membrana celular. 5. Interagem com proteínas para regular, inibir ou ativar sua atividade. 6. São constituintes dos ácidos nucleicos, o código genético de todos os organismos.
Assim como proteínas, carboidratos exibem uma grande diversidade de monômeros e estruturas formadas por eles, mas ao contrário das proteínas, sua extensão e massa não são reguladas pelo código genético, mas sim pelas enzimas que os polimerizam.
Química dos carboidratos
	De acordo com NELSON e COX (2014), os carboidratos podem ser definidos como: “Poli-hidroxialdeídos ou poli-hidroxicetonas, ou substâncias que geram esses compostos quando hidrolisadas. Muitos carboidratos têm a fórmula empírica (CH2O)n; alguns também contêm nitrogênio, fósforo ou enxofre”.
	Os carboidratos podem ser classificados em: monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos.
Monossacarídeos 
	Os monossacarídeos são uma unidade de poli-hidroxialdeído ou poli-hidroxicetona (Figura 1). 
Figura 1. Estrutura química geral dos monossacarídeos
Fonte: modificado de NELSON; COX, 2014.
Os monossacarídeos mais conhecidos têm de 3 a 7 carbonos em sua cadeia e podem ser uma aldose ou cetose, de acordo com grupo funcional e triose, tetrose, pentose, hexose e assim por diante, de acordo com o número de carbonos, por exemplo: uma aldose de 6 carbonos pode ser chamada de aldo-hexose e uma cetose de 6 carbonos, ceto-hexose.
Figura 2. Monossacarídeos representativos
Fonte: NELSON; COX, 2014.
Os açúcares mais simples são a aldotriose gliceraldeído e a cetotriose di-hidroxicetona. As aldopentoses ribose e 2-desoxi-ribose, são os componentes dos ácidos nucleicos (RNA e DNA respectivamente) e a aldo e ceto-hexose, glicose e frutose são os monossacarídeos mais encontrados na natureza, sendo eles produtos da fotossíntese.
Os monossacarídeos, com exceção da di-hidroxicetona possuem carbonos quirais ou centros assimétricos, o que faz com que eles tenham estereoisômeros. Por exemplo, o açúcar mais simples, a aldotriose gliceraldeído, tem um carbono quiral na posição C2 (Os carbonos dos monossacarídeos são contados a partir do carbono do gruo funcional carboxila), o que lhe confere dois tipos de enantiômeros (estereoisômeros com imagens especulares não sobreponíveis), o D-gliceraldeído e o L-gliceraldeído. As designações D e L são impostas de acordo com a posição da hidroxila (OH) encontrada no carbono de referência (o carbono mais distante do grupo funcional). Se a hidroxila estiver do lado direito (dextro), o isômero é da série D, se a hidroxila estiver do lado esquerdo (levo) o isômero é da série L (Figura 3). 
Figura 3. Estereoisômeros do monossacarídeo gliceraldeído
Fonte: modificado de NELSON; COX, 2014.
Contudo um monossacarídeo pode conter mais de um centro quiral e assim, mais de um estereoisômero, e este número pode ser calculado, substituindo n, pelo número de centros quirais em 2n, por exemplo: a aldo-hexose glicose contém 4 centros quirais (C2, C3, C4 e C5), sendo assim ela pode ter 24 estereoisômeros, ou seja 16 formas diferentes e destas, sendo metade na forma D e outra metade na forma L. Ao contrário das proteínas, onde a forma predominante dos aminoácidos nos organismos vivos é da série L, nos carboidratos, a forma mais comumente encontrada nos seres vivos é da série D (Figura 4). 
As oito aldo-hexoses da série D, diferem-se umas das outras quanto a posição da hidroxila em C 2, 3 e 4 e cada uma delas recebe um nome diferente. Algumas destas hexoses podem variar somente em um carbono, quando isto acontece, estes dois açúcares podem ser chamados de epímeros, como a D-glicose a D-manose que diferem-se apenas em C2 e a D-glicose e D-galactose que diferem-se apenas em C4 (Figura 5).
Figura 4. Principais D-aldo (a) e cetoses (b).
Fonte: modificado de NELSON; COX, 2014.
Figura 5. Epímeros da D-glicose
Fonte: NELSON; COX, 2014.
	As estruturas aqui apresentadas estão na forma alifática, ou seja, aberta, mas em solução aquosa, monossacarídeos com mais de 4 carbonos, tendem a formarem estruturas cíclicas predominantes nesta solução e são representadas na forma de perspectiva de Hawort. Neste processo de fechamento da cadeia, um grupo hidroxila (OH) de um carbono da cadeia, reage com o grupo carbonila de uma aldose (C1) ou cetona de uma cetose (C2) gerando Hemiacetal ou hemicetal, respectivamente, gerando uma estrutura em forma de anel (Figura 6). O carbono do grupo carbonila (C1), agora passar a ser um carbono anomérico.
Figura 6. Ciclização da D-glicose e formação de um hemiacetal.
Fonte: modificado de NELSON; COX, 2014.
	A formação de um hemiacetal ou hemicetal, gera duas formas anoméricas α e β, resultantes da posição da hidroxila do carbono anomérico. Quando a hidroxila estiver na posição oposta ao carbono 6, este monossacarídeo é um anômero α, quando a mesma estiver na mesma direção do C6, é um anômero β. As aldoses e cetoses com seis 6 carbonos, comumente formam cadeias cíclicas semelhante ao anel pirano e furano (Figura 7) respectivamente, sendo denominados piranoses e furanoses. 
Figura 7. Piranoses e furanoses
Fonte: NELSON; COX, 2014.
	
O nome sistemático para as cadeias cíclicas de monossacarídeos, leva em conta agora o tipo de anômero (α ou β), a série estereoisomérica (D ou L), o início do nome do monossacarídeo de cadeia aberta + piranoses ou furanoses como mostrado na figura 7.
Uma solução aquosa de um monossacarídeo pode conter suas diversas formas, uma pequena quantidade com cadeia aberta, uma mistura de anômeros, onde um terço está na forma α e dois terços na forma β e uma pequena quantidade na forma de glicofuranose. Esta mistura de anômeros se dá por conta mutarrotação no carbono anomérico, ou seja, a propriedade de se interconverter nas duas formas. Embora seja utilizada a representação da estrutura cíclica pela perspectiva de Hawort para um melhor entendimento, a estrtura não é planar como mostrada. Em solução, as piranoses, tendem a formar duas estruturas diferentes na forma de cadeira, chamada confôrmeros (Figura 8).
Figura 8. Formas conformaionais das piranoses.
Fonte: modificado de NELSON; COX, 2014.
As aldo-hexoses como a glicose, manose e galactose, podem ter seus grupos hidroxila substituídos por outros grupos funcionais, ou um átomo de carbono é oxidado para gerar derivados destes açúcares simples. As substituições mais comuns são as de um grupo hidroxila por um grupo amina, acetil, fosfatos e outros radicais menos comuns e também um átomo de carbono da cadeia pode ser oxidado à carboxila (Figura 9). 
Figura 9. Derivados das aldo-hexoses.
Fonte: NELSON; COX, 2014.
	Os monossacarídeos glicose, galactose e manose, podem ter seu grupo hidroxila em C2, substituídos por um grupo amino (NH2), originando os derivados glicosanima, galactosamina e manosamina. O grupo amino muitas vezes pode estar condensado com uma molécula de ácido acético, gerando N-acetilglicosamina, N-acetilgalactosamina e N-acetilmanosamina. Estes derivados de piranoses estão presentes em moléculas de glicosaminoglicanos. A molécula de N-acetilglicosamina, é parte integrante da parede celular de bactérias, o peptídeoglicano e de outros polímerosestruturais. 
	A oxidação do grupo carbonila à carboxila, gera ácidos aldônicos, a oxidação do carbonila à carboxila da glicose gera o ácido glicônico, muito utilizado para a administração de fármacos positivamente carregados. Outros carbonos, como o C6 das hexoses podem ser oxidados à carboxila, gerando ácidos urônicos como o ácido glicurônico, galacturônico e manurômico. Os ácidos aldônicos e urônicos podem dar origem à uma classe de moléculas chamadas lactonas, através da formação de ésteres intramoleculares nestes ácidos.
Os derivados de hexoses que contém grupos carboxílicos são chamados açúcares ácidos ou carboxilatos (glicuronato, galacturonato e manuronato).
	Um derivado a N-acetilmanosamina, gera o ácido N-acetilneuramínico, também chamado de ácido siálico, ocorre em muitas glicoproteínas e glicolipídeos de animais. 
	Algumas hexoses como a glicose, podem sofrer fosforilação (adição de um grupo fosfato) durante o metabolismo. A fosforilação da glicose, faz com que ele fique retida dentro da célula, pois a membrana celular não tem transportadores para açúcares fosforilados e seja direcionada para a glicólise. Outros açúcares fosforilados importantes nas biomoléculas são os componentes dos nucleotídeos (Ribose e desoxirribose).
Tabela 1. Símbolo e abreviações para monossacarídeos comuns e alguns dos seus derivados.
Fonte: NELSON; COX, 2014
	Uma outra característica importante dos monossacarídeos é sua capacidade de reduzir o íon cúprico (Cu2+), através da oxidação do grupo carbonila à carboxil e por isso todos os monossacarídeos capazes de reduzir o íon cúprico são tidos como açúcares redutores. Essa reação oxirredução é a base do teste de Fehling que foi muito utilizado para dosar níveis de glicose no sangue.
	A glicose é o principal combustível celular e combustível principal do cérebro, sua oxidação gera energia para as atividades celulares. Uma baixa nos níveis de glicose no sangue pode trazer transtornos como letargia, coma, danos cerebrais e uma longa baixa pode levar até a morte. Organismo contém mecanismos que faz com que a glicose no sangue permaneça constante, nem alta e nem baixa demais (aproximadamente 5mM) para satisfazer as atividades celulares e cerebrais. Altas taxas prolongadas de glicose no sangue podem também trazer transtornos como doenças renais, cardiovasculares, danos à retina e difícil cicatrização de feridas. Os indivíduos que contém altas taxas prolongadas de glicose no sangue geralmente têm deficiência na produção do hormônio insulina que é responsável por captar a glicose e transportá-la para célula para ser oxidada, essa deficiência caracteriza uma doença chamada Diabetes e a forma de controlar o nível de glicose em pessoas diabéticas é a administração intravenosa de doses do hormônio insulina conforme a quantidade de glicose sanguínea medida. A dosagem de glicose sanguínea não é mais realizada peoa teste de Fehling, pois técnicas modernas de dosagem de glicose sanguínea utilizam apenas uma gota de sangue que é colocada em uma fita de teste com a enzima glicose oxidase e peroxidase imobilizadas. A glicose oxidase, transforma a D-Glicose + oxigênio em D-Glicono-δ-lactona + peróxido de hidrogênio ou água oxigenada (H2O2), onde a enzima peroxidase catalisa a reação da água oxigenada com um composto incolor gerando um produto colorido que é medido por um fotômetro simples e assim mostrando a concentração da glicose sanguínea.
	Como a concentração de glicose varia entre os períodos alimentado e jejum, uma das formas de se medir com mais precisão a variação da concentração de glicose ao longo de um período é através da hemoglobina glicada (HbG). A hemoglobina é uma proteína carreadora de oxigênio nos eritrócitos que se liga à molécula de glicose que é transportada por transportadores de glicose que a transportam para dentro dos eritrócitos e uma reação enzimática ocorre entre os resíduos de Valina amino terminal e resíduos de Lisina e a glicose, realizando assim a glicação da hemoglobina. A quantidade de hemoglobina glicada, fornece a resposta para a quantidade de glicose sanguínea a longo de semanas. Neste teste, a hemoglobina é extraída dos eritrócitos e submetida a eletroforese, onde a separação da hemoglobina normal e glicada fornece os resultados. A quantidade de hemoglobina glicada em indivíduos normais é cerca de 5% do total de hemoglobina, correspondendo a concentração de glicose sanguínea a 120 mg/100 mL). Já nos indivíduos com diabetes não tratado, eles valores podem de HbG podem chegar à 13% ou mais resultando em um nível médio de 300 mg/100 mL de glicose sanguínea, nível perigosamente alto, e pode levar a complicações citadas anteriormente.
Dissacarídeos 
	Os dissacarídeos são constituídos por duas moléculas de monossacarídeos unidos por ligação covalente chamada O-glicosídica. Essa ligação ocorre quando um hemiacetal ou hemicetal forma um acetal ou cetal completo através da reação do grupo hidroxila de um monossacarídeo com o carbono anomérico de outro gerando um glicosídeo (Figura 10).	
Figura 10. Formação do dissacarídeo Maltose por ligação O-glicosídica entre duas moléculas de D-Glicose (α-D-glicopiranose e β-D-glicopiranose).
Fonte: NELSON; COX, 2014.
	As ligações O-glicosídicas, sempre ocorrerão entre o carbono anomérico de um monossacarídeo e um grupo hidroxila de outro, ou entre carbonos anoméricos de ambos. Os mono e dissacarídeos podem também fazer ligações N-glicosídicas, onde o carbono anomérico de um carboidrato se liga a um átomo de nitrogênio de proteínas gerando glicoproteínas e a um átomo de nitrogênio das bases nitrogenadas nos nucleotídeos. As ligações O-glicosídicas, podem ser hidrolisadas utilizando-se um ácido forte diluído seguido por fervura. 
	Foi visto anteriormente que os monossacarídeos têm a capacidade de reduzir o íon cúprico, por isso são açúcares redutores, mas quando estão envolvidos em uma ligação O-glicosídica, eles podem perder esta propriedade redutora, pois os carbonos anoméricos estão envolvidos nas ligações e a interconversão entre cadeias abertas e fechadas são impedidas, uma vez que o íon cúprico só reage com as formas abertas. Aqueles dissacarídeos ou polissacarídeos que mantém um carbono anomérico livre, ou seja, não envolvido em ligação, possuem uma extremidade chamada redutora, a exemplo do dissacarídeo maltose (Figura 10), onde somente o carbono anomérico da α-D-glicopiranose está envolvido na ligação O-glicosídica, deixando o carbono anomérico da β-D-glicopiranose livre, fazendo da maltose um açúcar redutor.
 	A ligação O-glicosídica do dissacarídeo maltose ocorre entre o carbono anomérico C1 da α-D-glicopiranose e o C4 da β-D-glicopiranose, assim podemos designar a nomenclatura deste dissacarídeo como α-D-glicopiranosil-(1→4)-D-glicopiranose ou ainda podemos utilizar abreviações como Glc(α1→4)Glc. Podemos concluir que a ligação a maltose são duas unidades de D-glicose unidas por ligação glicosídica α1→4, onde α é o tipo de anômero da primeira unidade de D-glicose, 1, refere-se ao C1 da mesma, →, a ligação, e 4, ao C4 da outra unidade de D-glicose envolvida na ligação.
	O dissacarídeo Lactose (Figura 11), o açúcar do leite, é formado pela ligação entre D-galactose e D-glicose em suas formas β, onde a ligação é do tipo Gal(β1→4)Glc e o nome sistemático β-D-galactopiranosil-(β1→4)-β-D-glicopiranose. Como este dissacarídeo apresenta, o carbono anomérico da D-glicose livre, este é considerado um açúcar redutor.
Figura 11. Alguns dissacarídeos mais comuns.
Fonte: NELSON; COX, 2014.
	A sacarose (Figura 11), açúcar de mesa, extraído da cana de açúcar é um dissacarídeo (principal produto intermediário da fotossíntese) formado pela ligação entre os monossacarídeos D-glicose (α-D-glicopiranose) e D-frutose (β-D-frutofuranose), na qual a ligação é Glc(α1↔2β)Fru ou Fru(2β↔1α)Glc. Note que os carbonos anoméricos dos dois monossacarídeos estão envolvidos na ligação O-glicosídica, não existindo extremidade redutora, o que faz deste dissacarídeo um açúcar não redutor. Esta característica não redutora da sacarose, fazcom que ela seja transportada das folhas para os tecidos e armazenada como reserva energética em plantas.
	A trealose é um dissacarídeo (encontrado na hemolinfa de insetos) formado por duas unidades de D-glicose (duas unidades de α-D-glicopiranose) unidas por ligação Glc(α1-1α)Glc. Note que os dois carbonos anoméricos estão unidos pela ligação glicosídica, o que faz da trealose um açúcar não redutor. A trealose fornece reserva energética aos insetos e devido ao seu sabor adocicado, é comercialmente vendida como adoçante.
Polissacarídeos 
	Polissacarídeos são polímeros de monossacarídeos com mais de 20 unidades e geralmente contém massa molecular elevada (acima de 20.000). Também são conhecidos como glicanos e são os carboidratos encontrados na natureza. Os polissacarídeos diferem-se uns dos em sua composição de monossacarídeos, comprimento da cadeia, tipo de ligação, presença ou ausência e grau de ramificações. Os polissacarídeos podem ser divididos em duas grandes classes: os homopolissacarídeos e os heteropolissacarídeos.
Figura 12. Homo e heteropolissacarídeos
Fonte: NELSON; COX, 2014.
	
Os homopolissacarídeos, são polímeros de uma única unidade de monossacarídeo e podem conter ou não ramificações. Podem servir como reserva energética e suporte estrutural.
O amido e o glicogênio são homopolissacarídeos de reserva energética em plantas e mamíferos respectivamente. O amido é um polímero de D-glicose, constituído por dois tipos de polímeros de D-glicose, a amilose e amilopetcina. A amilose consiste de uma cadeia longa de polímeros de D-glicose unidas por ligações α1→4 não ramificada. A amilopectina é altamente ramificada, com cadeia linear unidas por ligações α1→4 e ramificações α1→6 a cada 24 ou 30 resíduos. O amido é sintetizados pelas células vegetais e é amplamente encontrado em tubérculos como batata e sementes.
O glicogênio, assim como a amilopectina contém polímeros de D-glicose ligados por α1→4, porém é mais ramificada, com ramificações α1→6 a cada 8 ou 10 resíduos, o que o torna mais compacto que o amido. Como citado anteriormente o glicogênio serve como reserva energética para os animais e é armazenado na célula hepática, onde é mais abundante (hepatócitos) e células musculares. Nos hepatócitos são encontrados como grandes grânulos e apresentam juntamente enzimas responsáveis pela sua síntese e degradação.
Figura 13. Glicogênio e amido. (a) Amilose. (b) pontos de ramificação no glicogênio e amilopctina. (c) O agrupamento da amilose e amilopctina.
Fonte: NELSON; COX, 2014.
As dextranas são homopolissacarídeos encontrados em bactérias e leveduras e são compostos por resíduos de D-glicose em ligações α1→6, podendo ter ramificações α1→2 e α1→4. As dextranas ajudam as células a se aderirem às superfícies, como a placa dentária, onde as dextranas fixam as bactérias nos dentes e também podem servir como reserva energética. Algumas dextranas sintéticas podem ser utilizadas comercialmente (Sephadex) como suporte polimérico para a purificação de proteínas por cromatografia por exclusão molecular. 
	Além da função de reserva energética, os homopolissacarídeos podem ter função estrutural, como a celulose e a quitina. A celulose, substância fibrosa, resistente e insolúvel em água, é encontrada na parede celular de plantas na qual tem a função de proteger contra a pressão osmótica. É também um polímero de D-glicose, assim como o amido e o glicogênio, mas difere-se na ligação que é β1→4 e não possui ramificações.
	O amido e o glicogênio ingeridos na dieta são prontamente digeridos por enzimas α-amilases e glicosidades que hidrolisam as ligações α1→4. A celulose não é diferida pelos vertebrados pois a enzima celulase que a hidrolisa as ligações β1→4, não está presente nestes organismos. Alguns vertebrados como os ruminantes e alguns artrópodes, são capazes de digerir a celulose, porque mantém em seu intestino alguns microrganismos que são capazes de digerir a celulose, como por exemplo o protozoário do gênero Trichonympha. Esses microrganismos decompositores de celulases têm ganhado muita atenção, pela sua capacidade de produção de enzimas do complexo celulolítico que são muito empregadas pelas indústrias química, farmacêutica, têxtil e de alimentos. Além disso, a conversão da biomassa rica em celulose à biocombustíveis como etanol através da fermentação e degradação por enzimas celulases têm ganhada muita atenção e levado à pesquisa por novos microrganismos produtores destas enzimas. Bactérias como Clostridium cellulolyticum, produzem um complexo suplamolecular chamado celulossomos, encontrados em sua superfície externa que possuem a enzima celulase e mais algumas proteínas que unem a superfície da celulose à enzima. A celulose possui além da cadeia polimérica de glicose, uma porção lignina que se liga em ligações cruzadas com a celulose e é de difícil digestão e constitui até 30% da massa celulósica. 
	Outro polissacarídeo estrutural é a quitina que constitui o exoesqueleto duro de artrópodes. A quitina é composta por polímeros de N-acetilglicosamina em ligações β1→4 e assim como a celulose, não é digerida por vertebrados.
	Os polímeros de monossacarídeos podem adquirir estruturas tridimensionais assim como nos polipeptídios e as interações que regem estas estruturas nos carboidratos são as mesmas, como pontes de hidrogênio, interações fracas e de Van der walls e interações eletrostáticas. O Glicogênio e amido em sua porção amilose pode adquirir estrutura em forma de longas hélices estabilizadas por pontes de hidrogênio entre as cadeias. No interior da cadeia de amilose, podem acomodar-se íons complexos de Iodo formando um complexo de cor azul, que é a base do teste quantitativo para identificar a presença de amilose. A celulose adquire uma conformação estável em cadeias suplamoleculares retas e não em forma de hélice como na amilose e glicogênio.
Os heteropolissacarídeos, assim como os homopolissacarídeos desempenham funções de suporte e proteção. Em bactérias, um heteropolissacarídeo constituído de resíduos alternados de N-acetilglicosamina e ácido-N-acetilmurâmico unidos por ligações β1→4 fazem parte da parede celular de bactérias, onde constituem a parte glicana, é unida por ligações cruzadas à pequenos segmentos peptídicos, constituindo assim o peptideoglicano que o componente da parede celular que protege a bactéria contra a pressão osmótica. A estrutura e espessura da camada de peptídeoglicano pode variar entre as espécies bacterianas, dando suporte para a classificação de gram (positivas e negativas). A parede celular pode ser desestabilizada por uma enzima chamada lisozima que está presente nas lagrimas de seres humanos e em alguns tipos de vírus que infectam bactérias. A lisozima cliva as ligações β1→4 entre N-acetilglicosamina e ácido-N-acetilmurâmico, deixando a parede celular mais suscetível à pressão osmótica e lise e facilita a infecção por vírus. Alguns antimicrobianos como a penicilina, impedem a formação das ligações cruzadas na parede, deixando suscetível a lise por pressão osmótica. 	
Certas algas marinhas vermelhas têm sua parede celular composta pelo ágar, que é um polímero monossacarídeos sulfatos de D-galactose e um derivado de L-galactose unidos por ligações éster entre C3 e C6. O ágar é uma mistura complexa de heteropolissacarídeos, todos com o mesmo esqueleto estrutural, mas sendo substituídos por diferentes quantidades de sulfato e piruvato. A agarose é o componente do ágar que contém menos sulfatos e piruvatos e tem a capacidade de formar longas hélices entrelaçadas que acomodam moléculas de água em seu interior. Devido a sua capacidade de formar hélices entrelaçadas e acomodar resíduos de água em seu interior, ela é muito utilizada nos laboratórios de bioquímica para a confecção de géis para separar moléculas de DNA através de uma corrida eletroforética. O ágar também é utilizado como fonte de carbono para o crescimento de colônias de bactérias em placas de petri. É também componente de cápsulas para ingestão de medicamentos.
	Os heteropolissacarídeos também sãoconstituintes da Matriz Extracelular ou MEC. A MEC é um líquido viscoso semelhante à um gel, que mantém um meio de comunicação e troca de solutos e solventes entre as células e as dá suporte. Além da parte glicana, a MEC é composta por proteínas fibrosas como colágeno, elastinas e fibrinas. Os heteropolissacarídeos da MEC são os glicosaminoglicanos, que apresenta obrigatoriamente em sua composição N-acetilglicosamina ou N-acetilgalactosamina e o outro constituinte do polímero dissacarídico geralmente é um ácido idurônico como o ácido D-glicurônico ou o ácido L-idurônico. Alguns glicosaminoglicanos, podem ainda ser sulfatados e geralmente encontram-se ligados às proteínas extracelulares formando os proteoglicanos.
	O ácido hialurônico é um heteropolissacarídeo de cadeia longa (aproximadamente 50.000 repetições de unidades dissacarídicas) composto por N-acetilglicosamina e ácido D-glicurônico unidos por ligações β1→3. Está presente no líquido sinovial (Fluído que lubrifica as articulações), no humor vítreo dos olhos e é componente da matriz extracelular de cartilagens e tendões, onde auxilia na resistência e elasticidade. Uma enzima chamada hialuronidase, secretada por bactérias hidrolisa as ligações do ácido hialurônico, deixando o tecido suscetível a infecções. Uma enzima similar é encontrada nos espermatozoides onde hidrolisa o revestimento de glicosaminoglicano do óvulo e facilita a fecundação. 
	Outros tipos de glicosaminoglicanos diferem-se do ácido hialurônico no tamanho de sua cadeia, geralmente são bem menores, estão ligados à proteínas específicas.
	O sulfato de condroitina, um heteropolissacarídico que auxilia na resistência de cartilagens, tendões e ligamentos da parede da aorta e artérias.
	Os queratan-sulfatos não contém ácido urônico e seus conteúdo de sulfato pode ser variável. Está presente em cartilagens, ossos e várias estruturas córneas formadas por células mortas, como cabelos, chifres, cascos, unhas e garras. O heparan-sulfato é sintetizado por todas as células animais e contém açúcares sulfatados e não sulfatados. Os segmentos sulfatos permitem a interação com proteínas, fatores de crescimento e constituintes da MEC. A heparina, é uma forma fracionada do heparan-sulfato derivada principalmente dos mastócitos. Ela inibe a coagulação sanguínea através da interação com a proteína antitrombina, que leva à inibição da proteína de coagulação trombina. É muito utilizada em coletas de sangue, onde sua presença inibe a coagulação.
Glicoconjugados 
Os glicoconjugados são compostos por moléculas de oligossacarídeos ligados covalentemente à proteínas e lipídeos.	
Além de fornecer suporte estrutural e fonte de reserva energética para a maioria dos seres vivos, os carboidratos também funcionam como moléculas informativas, como pontos de comunicação com a matriz extracelular, reconhecimento e ligação de outras moléculas e parasitas (bactérias, vírus e outros), sinalizadores e transportadores de proteínas à locais específicos ou para a morte celular. Os glicoconjugados formam o glicocálice das células eucarióticas e procarióticas, que é uma estrutura composta por oligossacarídeos específicos geralmente ligados à proteínas e lipídeos, e são essenciais para o reconhecimento e adesão entre as células, respostas imunes, coagulação sanguínea, migração da célula para locais específicos, cicatrização de feridas e outros processos.
	Os proteoglicanos são moléculas de glicosaminoglicanos ligados de modo covalente à proteínas que podem ou não estar ancorados à membrana celular e são os principais componentes da matriz extracelular. As moléculas de proteoglicanos são compostas por um cerne proteico ancorado à membrana plasmática e contém uma ou mais moléculas de glicosaminoglicanos ligados de forma covalente aos seus resíduos de Serina. Muitos proteoglicanos podem também serem secretados para a matriz extracelular. Existe duas classes principais de proteoglicanos, os sindeglicanos e os glipicanos. Os sindeglicanos são compostos pelo cerne proteico ligado à membrana plasmática e a parte glicosaminoglicana é composta por moléculas de heparan-sulfato e em alguns casos, sulfato de condroitina. Os glipicanos contém uma parte lipídica ancorada à membrana plasmática, onde se ligam a parte proteica e glicosaminoglicana que é constituída por heparan-sulfato. Os proteoglicanos, podem ser liberados da membrana plasmática através da clivagem proteolítica próxima à membrana plasmática, onde uma enzima da MEC cliva a base proteica do sindeglicano e uma fosfolipase cliva a base lipídica dos glipicanos. Os proteoglicanos são moléculas informativas que interagem com proteínas como fatores de crescimento, servem para sinalizar proliferação e diferenciação celular. As moléculas de heparan-sulfato se ligam à proteínas, causando uma mudança em sua atividade, facilitam a interação proteína-proteína e se ligam à moléculas de sinalização de fatores de crescimento como por exemplo o fator de crescimento de fibroblastos.
	As glicoproteínas, são proteínas ligadas à um monossacarídeo ou pequenas unidades de oligossacarídeos, ramificadas ou não e muito mais variada em sua composição que os proteoglicanos. A porção glicana se liga às proteínas através de ligações O-glicosídicas com resíduos de Serina ou Treonina ou N-glicosídicas com resíduos de Asparagina. As glicoproteínas estão presentes tanto no meio extracelular, ancoradas à membrana plasmática quanto no meio intracelular. Na membrana plasmática, as glicoproteínas, fornecem sítios de reconhecimento para proteínas de ligação à sequencias específicas de carboidratos, as lectinas e são componentes do glicocálice. As glicoproteínas secretadas pelas células, são encontradas na matriz extracelular dos tecidos agindo como anticorpos (imunoglobulinas) e hormônios. São encontradas no leite (α-lactalbumina) e algumas enzimas ribonucleases secretadas pelo pâncreas. No citoplasma, as glicosilação de proteínas, serve para direcionar uma proteína à um local específico na célula, sinalizar para a degradação e assim como nas glicoproteínas secretadas, a adição de carboidratos, altera a polaridade e solubilidade da proteína e protege contra proteases. São também encontradas em organelas como complexo de Golgi, grânulos de secreção e lisossomos. 
	Glicolipídeos e lipopolissacarídeos, são oligossacarídeos ligados à lipídeos e fazem parte da membrana celular. Também servem como pontos de reconhecimento por lectinas. O cérebro e os neurônios são ricos em glicoesfingolipídeos e auxiliam na condução do impulso nervoso e na formação da bainha de mielina. Os gangliosídeos são lipídeos de membrana das células eucarióticas, na qual a parte glicana é um complexo oligossacarídico contendo ácido siálico. A parte glicana dos gangliosídeos, são responsáveis por determinar o grupo sanguíneo, assim como nas glicoproteínas. Os lipopolissacarídeos são moléculas complexas predominante na parede celular de bactérias gram-negativas como as do gênero Escherichia e Salmonella. O lipopolissacarídeo é composto pelo lipídeo A, que é um lipídeo de membrana e uma cadeia oligossacarídica. Estas moléculas são responsáveis pela atividade antigênica da bactéria, ou seja, são os alvos da resposta imune e são tóxicas, podendo causar choque tóxico, queda de pressão e febre no hospedeiro. O lipopolissacarídeo também é responsável por diferir as bactérias em sorotipos (linhagens distintas pela atividade antigênica).