908 resultados para Biological Activity
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Neuropeptide Y (NPY) is one of the most abundant peptide transmitters in the mammalian brain. In the periphery it is costored and coreleased with norepinephrine from sympathetic nerve terminals. However, the physiological functions of this peptide remain unclear because of the absence of specific high-affinity receptor antagonists. Three potent NPY receptor antagonists were synthesized and tested for their biological activity in in vitro, ex vivo, and in vivo functional assays. We describe here the effects of these antagonists inhibiting specific radiolabeled NPY binding at Y1 and Y2 receptors and antagonizing the effects of NPY in human erythroleukemia cell intracellular calcium mobilization perfusion pressure in the isolated rat kidney, and mean arterial blood pressure in anesthetized rats.
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Paclitaxel (formerly called taxol), an important anticancer drug, inhibits cell replication by binding to and stabilizing microtubule polymers. As drug-receptor interactions are governed by the three-dimensional stereochemistries of both participants, we have determined the crystal structure of paclitaxel to identify its conformational preferences that may be related to biological activity. The monoclinic crystals contain two independent paclitaxel molecules in the asymmetric unit plus several water and dioxane solvent molecules. Taxane ring conformation is very similar in both paclitaxel molecules and is similar to the taxane ring conformation found in the crystal structure of the paclitaxel analogue docetaxel (formerly called taxotere). The two paclitaxel molecules have carbon-13 side-chain conformations that differ from each other and from that of the corresponding side chain in the docetaxel crystal structure. The carbon-13 side-chain conformation of one paclitaxel molecule is similar to what was proposed from NMR studies done in polar solvents, while that of the other paclitaxel molecule is different and hitherto unobserved. The paclitaxel molecules interact with each other and with solvent atoms through an extensive network of hydrogen bonds. Analysis of the hydrogen-bonding network together with structure-activity studies may suggest which atoms of paclitaxel are important for binding to microtubule receptors.
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We screened a panel of monoclonal antibodies against selected macrophage cell surface molecules for their ability to inhibit enterotoxin binding to major histocompatibility complex class II-negative C2D (H-2b) macrophages. Two monoclonal antibodies, HB36 and TIB126, that are specific for the alpha 2 domain of major histocompatibility complex class I, blocked staphylococcal enterotoxins A and B (SEA and SEB, respectively) binding to C2D macrophages in a specific and concentration-dependent manner. Inhibitory activities were haplotype-specific in that SEA and SEB binding to H-2k or H-2d macrophages was not inhibited by either monoclonal antibody. HB36, but not TIB126, inhibited enterotoxin-induced secretion of cytokines by H-2b macrophages. Lastly, passive protection of D-galactosamine-sensitized C2D mice by injection with HB36 antibody prevented SEB-induced death. Therefore, SEA and SEB binding to the alpha 2 domain of the H-2Db molecule induces biological activity and has physiological consequences.
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It has been shown that the pituitary contains a cytotropic factor (CTF) that stimulates the secretion of catecholamines by dopaminergic neurons of the hypothalamus. In the present study, CTF was purified from rat pituitaries and found by means of mass spectrometric analysis to be adenosine. This finding was corroborated by the observations that CTF behaves identically to adenosine when subjected to liquid chromatography, is inactivated and converted to inosine by adenosine deaminase, and is qualitatively and quantitatively indistinguishable from adenosine in its biological activity. It is concluded that pituitary adenosine is a trophic factor for hypothalamic dopaminergic neurons.
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Plant defense against microbial pathogens and herbivores relies heavily on the induction of defense proteins and low molecular weight antibiotics. The signals between perception of the aggression, gene activation, and the subsequent biosynthesis of secondary compounds are assumed to be pentacylic oxylipin derivatives. The rapid, but transient, synthesis of cis-jasmonic acid was demonstrated after insect attack on a food plant and by microbial elicitor addition to plant suspension cultures. This effect is highly specific and not caused by a number of environmental stresses such as light, heavy metals, or cold or heat shock. Elicitation of Eschscholtzia cell cultures also led to a rapid alkalinization of the growth medium prior to jasmonate formation. Inhibition of this alkalinization process by the protein kinase inhibitor staurosporine also inhibited jasmonate formation. The induction of specific enzymes in the benzo[c]phenanthridine alkaloid pathway leading to the antimicrobial sanguinarine was induced to a qualitatively and quantitatively similar extent by fungal elicitor, methyl jasmonate, and its linolenic acid-derived precursor 12-oxophytodienoic acid. It is herein proposed that a second oxylipid cascade may exist in plants starting from linoleic acid via 15,16-dihydro-12-oxophytodienoic acid to 9,10-dihydrojasmonate. Experiments with synthetic trihomojasmonate demonstrated that beta-oxidation is not a prerequisite for biological activity and that 12-oxophytodienoic acid and derivatives are most likely fully active as signal transducers. Octadecanoic acid-derived compounds are essential elements in modulating the synthesis of antibiotic compounds and are thus integral to plant defense.
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The development of megakaryocytes (MKs) from their marrow precursors is one of the least understood aspects of hematopoiesis. Current models suggest that early-acting MK colony-stimulating factors, such as interleukin (IL) 3 or c-kit ligand, are required for expansion of hematopoietic progenitors into cells capable of responding to late-acting MK potentiators, including IL-6 and IL-11. Recently, the Mp1 ligand, or thrombopoietin (Tpo), has been shown to display both MK colony-stimulating factor and potentiator activities, at potencies far greater than that of other cytokines. In light of these findings, we tested the hypothesis that Tpo is absolutely necessary for MK development. In this report we demonstrate that neutralizing the biological activity of Tpo eliminates MK formation in response to c-kit ligand, IL-6, and IL-11, alone and in combination, but that these reagents only partially reduce MK formation in the presence of combinations of cytokines including IL-3. However, despite the capacity of IL-3 to support the proliferation and initial stages of MK differentiation, elimination of Tpo prevents the full maturation of IL-3-induced MK. These data indicate that two populations of MK progenitors can be identified: one that is responsive to IL-3 but can fully develop only in the presence of Tpo and a second that is dependent on Tpo for both proliferation and differentiation. Thus, our results strongly suggest that Tpo is the primary regulator of MK development and platelet production.
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Attachment of Ras protein to the membrane, which requires farnesylation at its C terminus, is essential for its biological activity. A promising pharmacological approach of antagonizing oncogenic Ras activity is to develop inhibitors of farnesyltransferase. We use Caenorhabditis elegans vulval differentiation, which is controlled by a Ras-mediated signal transduction pathway, as a model system to test previously identified farnesyltransferase inhibitors. We show here that two farnesyltransferase inhibitors, manumycin and gliotoxin, suppress the Multivulva phenotype resulting from an activated let-60 ras mutation, but not the Multivulva phenotype resulting from mutations in the lin-1 gene or the lin-15 gene, which act downstream and upstream of let-60 ras, respectively, in the signaling pathway. These results are consistent with the idea that the suppression of the Multivulva phenotype of let-60 ras by the two inhibitors is specific for Ras protein and that the mutant Ras protein might be more sensitive than wild-type Ras to the farnesyltransferase inhibitors. This work suggests that C. elegans vulval development could be a simple and effective in vivo system for evaluation of farnesyltransferase inhibitors against Ras-activated tumors.
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The immunophilins of the FK506-binding protein (FKBP) family are intracellular proteins that bind the immunosuppresants FK506 and rapamycin. In this study we show that HMC-1 mast cells sensitized with IgE release FKBP12 upon stimulation with anti-IgE. The release is rapid and not affected by actinomycin D or cycloheximide, suggesting that it is due to exocytosis from a storage compartment. FKBP12 from HMC-1 mast cells exhibits biological activity. When applied extracellularly to human neutrophils, it induces transient changes in the intracellular Ca2+ concentration ([Ca2+]i) due to Ca2+ release from intracellular stores. Inhibition of [Ca2+]i changes by ruthenium red and ryanodine indicates that ryanodine receptor/Ca2+ release channels are involved in FKBP12-induced Ca2+ signaling. Neutrophil activation by mast cell-derived FKBP12 is prevented by complexing FKBP12 with FK506 or rapamycin. These results demonstrate that extracellular FKBP12 functions as a cytokine in cell-to-cell communication. They further suggest a pathophysiological role for FKBP12 as a mediator in immediate or type I hypersensitivity and may have implications for novel therapeutic strategies in the treatment of allergic disorders with FK506 and rapamycin.
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Os ensaios microbiológicos são utilizados para avaliar a atividade antimicrobiana desde a descoberta do uso dos antibióticos. Apesar dos ensaios microbiológicos serem amplamente empregados para determinação da potência de antibióticos em formas farmacêuticas, uma vez que fornecem a medida da atividade biológica, apresentam limitações quanto a baixa reprodutibilidade e tempo de análise. O objetivo deste trabalho foi desenvolver, otimizar e validar ensaio colorimétrico rápido em microplaca para determinar a potência da neomicina e bacitracina em produtos farmacêuticos. Metodologias de análise fatorial e análise de superfície de resposta foram utilizadas no desenvolvimento e otimização da escolha do microrganismo, da composição do meio de cultura, da proporção de inóculo, e das concentrações de cloreto de trifeniltetrazólio e dos antibióticos. Os métodos otimizados foram validados pela avaliação da linearidade, precisão, exatidão e robustez. Análise estatística mostrou equivalência entre o método de difusão em ágar e o método colorimétrico rápido em microplaca para ambos antibióticos. Além disso, o ensaio em microplaca apresentou vantagens em relação à reprodutibilidade, sensibilidade, tempo de incubação e quantidades necessárias de meio de cultura e soluções para ambos os antibióticos.
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Diferentes abordagens teóricas têm sido utilizadas em estudos de sistemas biomoleculares com o objetivo de contribuir com o tratamento de diversas doenças. Para a dor neuropática, por exemplo, o estudo de compostos que interagem com o receptor sigma-1 (Sig-1R) pode elucidar os principais fatores associados à atividade biológica dos mesmos. Nesse propósito, estudos de Relações Quantitativas Estrutura-Atividade (QSAR) utilizando os métodos de regressão por Mínimos Quadrados Parciais (PLS) e Rede Neural Artificial (ANN) foram aplicados a 64 antagonistas do Sig-1R pertencentes à classe de 1-arilpirazóis. Modelos PLS e ANN foram utilizados com o objetivo de descrever comportamentos lineares e não lineares, respectivamente, entre um conjunto de descritores e a atividade biológica dos compostos selecionados. O modelo PLS foi obtido com 51 compostos no conjunto treinamento e 13 compostos no conjunto teste (r² = 0,768, q² = 0,684 e r²teste = 0,785). Testes de leave-N-out, randomização da atividade biológica e detecção de outliers confirmaram a robustez e estabilidade dos modelos e mostraram que os mesmos não foram obtidos por correlações ao acaso. Modelos também foram gerados a partir da Rede Neural Artificial Perceptron de Multicamadas (MLP-ANN), sendo que a arquitetura 6-12-1, treinada com as funções de transferência tansig-tansig, apresentou a melhor resposta para a predição da atividade biológica dos compostos (r²treinamento = 0,891, r²validação = 0,852 e r²teste = 0,793). Outra abordagem foi utilizada para simular o ambiente de membranas sinápticas utilizando bicamadas lipídicas compostas por POPC, DOPE, POPS e colesterol. Os estudos de dinâmica molecular desenvolvidos mostraram que altas concentrações de colesterol induzem redução da área por lipídeo e difusão lateral e aumento na espessura da membrana e nos valores de parâmetro de ordem causados pelo ordenamento das cadeias acil dos fosfolipídeos. As bicamadas lipídicas obtidas podem ser usadas para simular interações entre lipídeos e pequenas moléculas ou proteínas contribuindo para as pesquisas associadas a doenças como Alzheimer e Parkinson. As abordagens usadas nessa tese são essenciais para o desenvolvimento de novas pesquisas em Química Medicinal Computacional.
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Os organismos marinhos constituem uma fonte potencial de metabólitos secundários biologicamente ativos. Neste contexto, os micro-organismos isolados de algas marinhas, dentre eles fungos endofíticos, representam alvos para a pesquisa de novas substâncias com potencial farmacológico pronunciado. Substâncias naturais provenientes de espécies de fungos associados às algas marinhas vêm sendo bastante utilizadas em formulações fotoprotetoras devido à ação antioxidante e ao potencial contra a radiação solar. Deste modo, o presente trabalho teve como objetivo a investigação biológica e química dos fungos endofíticos marinhos pertencentes à família Xylariaceae, o Annulohypoxylon stygium, o Cladosporium sp. e o Acremonium implicatum (Hypocreaceae). A princípio, foi realizado um screening para avaliar a absorção de luz ultravioleta na faixa do UVA e UVB pelos extratos obtidos em escala piloto destes fungos endofíticos associados às algas marinhas. O extrato do fungo A. stygium apresentou intensa absorção na região do UV, mostrando-se promissor para a produção de metabólitos secundários com ação fotoprotetora. Além do ensaio proposto, foi realizada a avaliação do potencial antibacteriano e antifúngico da espécie A. stygium. O estudo químico em escala ampliada deste fungo proporcionou o isolamento e identificação de uma substância inédita da classe derivada da 2,5- dicetopiperazina, 3-benzilideno-2-metil-hexahidro-pirrolo [1,2-?] pirazina-1,4-diona (Sf3), e além desta, foram isolados mais quatro metabólitos como, os diasteroisômeros 1-fenil-1,2- propanediol (Sd2) e 1-fenil-1,2-propanediol (Sd3), 1,3-benzodioxole-5-metanol (Sc1), 1,2- propanodiol-1-(1,3-benzodioxol-5-il) (Se1). Ainda foi possível a desreplicação de substâncias via cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM), entre elas o ácido palmítico, palmitato de metila, ácido metil linoléico, ácido oléico, álcool benzílico e o piperonal. Quanto ao estudo da atividade biológica, não foi observado potencial antibacteriano e antifúngico para os extratos e frações do fungo. Entretanto, notouse um potencial como fotoprotetor in vitro para as frações n-Hexano/AcOEt (2:3) e n- Hexano/AcOEt (1:4) obtidas a partir do extrato do cultivo de 28 dias do fungo A. stygium, extraído com solventes diclorometano/metanol (CH2Cl2/MeOH 2:1) e para a substância (Sf3) isolada do mesmo. Desta forma, o estudo químico e biológico do fungo Annulohypoxylon stygium demonstrou potencial para a produção de metabólitos secundários com atividade fotoprotetora, visto que uma estrutura inédita com esta atividade foi isolada e identificada como produto natural.
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A doença de Chagas é uma parasitose extremamente negligenciada, cujo agente etiológico é o protozoário Trypanosoma cruzi. Atualmente, 21 países da América Latina são considerados regiões endêmicas, onde 75-90 milhões de pessoas estão expostas à infecção, 6-7 milhões estão infectadas e mais de 41 mil novos casos surgem por ano. Entretanto, apenas os fármacos nifurtimox e benznidazol estão disponíveis no mercado. Estes, além da baixa eficácia na fase crônica da parasitose, apresentam diversos efeitos adversos, sendo que no Brasil apenas o benznidazol é utilizado. Este fato mostra a importância de se ampliar o número de fármacos disponíveis e propor quimioterapia mais eficaz para o tratamento da doença de Chagas. Como forma de contribuir para essa busca, este trabalho objetiva a síntese de compostos híbridos bioisostéricos N-acilidrazônicos e sulfonilidrazônicos, contendo grupo liberador de óxido nítrico, com potencial de interação com cisteíno-proteases parasitárias, tais como a cruzaína. Nestes derivados, os grupos liberadores de óxido nítrico utilizados foram os grupos furoxano (contendo substituinte metílico e fenílico) e éster nitrato. Propôs-se a variação de anéis aromáticos substituídos e não-substituídos, com o intuito de avaliar a possível relação estrutura-atividade (REA) desses análogos. Até o momento, somente os compostos da série N-acilidrazônica tiveram avaliação biológica realizada. Os valores de IC50 dos compostos na forma amastigota do parasita variaram entre >100 a 2,88 µM, sendo este último valor comparável ao fármaco de referência. A atividade inibitória frente à cruzaína foi de 25,2 µM a 2,2 µM. Já a liberação de óxido nítrico foi avaliada pelo método indireto de detecção de nitrato e os valores variaram entre 52,0 µM e 4.232,0 µM. Estes são bem inferiores ao composto padrão, além de não se identificar correlação direta entre a atividade biológica e a liberação de NO. Na sequência, os dois compostos mais ativos (6 e 14) foram submetidos a estudos de permeabilidade e de citotoxicidade. O composto 6 foi considerado o de maior permeabilidade segundo o Sistema de Classificação Biofarmacêutica (SCB) e todos os compostos apresentaram a taxa de fluxo menor que 2, indicando a ausência de mecanismo de efluxo. Na avaliação do potencial citotóxico desses compostos em células humanas, o derivado 6 apresentou índice de seletividade superior ao do benznidazol. Em estudos de modelagem molecular usando análise exploratória de dados (HCA e PCA), propriedades estéricas/geométricas e eletrônicas foram consideradas as mais relevantes para a atividade biológica. Além disso, estudos de docking mostraram que a posição do grupo nitro no anel aromático é importante para a interação com a cruzaína. Ademais o composto 6 não provocou mudanças significativas no ciclo celular e na fragmentação de DNA em células humanas, mostrando-se como líder promissor para futuros estudos in vivo. Atividade tripanomicida, citotoxicidade, potencial de liberação de NO e estudos de permeabilidade dos 23 derivados sulfonilidrazônicos e ésteres nitrato estão sendo avaliados.
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A matéria orgânica do solo (MOS) representa um importante reservatório de carbono (C) nos ecossistemas terrestres. O conteúdo de C estocado no solo pode ser liberado para a atmosfera na forma de CO2, com a decomposição da MOS, ou pode ser aumentado com a entrada de resíduos e retenção da MOS. Nesse sentido, é importante entender os mecanismos de estabilidade e retenção da MOS para predizer como os solos respondem a mudanças, quer sejam elas induzidas por alterações climáticas ou por práticas de manejo. Dentro dos Latossolos, classe que ocupa cerca de 32 % do território brasileiro, há aqueles que possuem horizonte A húmico hiper espesso e, portanto, com maior estoque de C. Aspectos sobre a origem, formação e preservação do horizonte A húmico destes solos em suas ocorrências em diferentes biomas ainda não foram completamente elucidados e estão estritamente ligados à fonte, dinâmica e mecanismos de preservação e distribuição da MOS no solo. O objetivo deste trabalho é entender a gênese da MO dos Latossolos húmicos que ocorrem no Bioma Cerrado, por meio da caracterização molecular pela técnica da pirólise acoplada à cromatografia gasosa e espectroscopia de massas (pirólise - CG/EM). Para isso, foram coletadas amostras dos horizontes A em dois perfis de Latossolos com horizonte A húmico (LH1, LH2) e um perfil de Latossolo com horizonte A moderado (solo de referência; LNH) situados em superfície de aplanamento adjacente à Serra do Espinhaço, no município de Grão Mogol - MG, sob clima tropical semi-úmido e vegetação de cerrado sensu strictu. Por meio da descrição morfológica dos solos em diferentes níveis de observação (campo, lupa e microscópio) procurou-se entender melhor os mecanismos de espessamento do horizonte A e a distribuição de partículas de carvão ao longo do perfil. As amostras dos horizontes foram submetidas ao fracionamento físico e extração da MOS, gerando as seguintes frações: fração leve livre (FLL); fração leve oclusa (FLO), fração extraível com NaOH (EXT) e resíduo (RES). A morfologia dos perfis evidencia a intensa e longa atividade biológica (fauna e raízes) a que esses solos foram e estão submetidos. Isso explica a abundância de microagregados e a consequente macropososidade elevada, assim como a ampla distribuição de fragmentos de carvão em todo o horizonte A, e parte do B, com dimensões milimétricas a submilimétricas, sugerindo a fragmentação destes ao longo do tempo. Foi evidenciado o maior conteúdo de carvões nos dois LHs em comparação ao LNH. A distribuição da MOS nas frações estudadas foi a mesma para os três perfis estudados: RES>EXT>FLL>FLO, que mostra a importância da fração RES para estes solos. Produtos da carbonização (Black carbon; BC: hidrocarbonetos poliaromáticos) foram mais abundantes na fração RES e FLO, no entanto, a maior diferença qualitativa entre a MOS de LHs e LNH diz respeito à abundância de BC na fração RES, que é maior em LHs do que LNH; confirmando a maior quantidade de carvões em LHs verificada na morfologia. Um índice de degradação do BC foi estabelecido com base em análise fatorial com os todas as frações estudadas e produtos poliaromáticos. Este índice, aplicado às frações EXT e RES, mostrou que a degradação do BC aumenta com a profundidade/idade, e não houve diferenças significativas entre os perfis estudados. Portanto, LHs provavelmente tem maior entrada de carvões, o que deve estar ligado a um histórico de maior incidência de incêndios ou maior abundância local de espécies arbóreas.
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The thermal multicomponent 1,3-dipolar cycloaddition (1,3-DC) of diethyl aminomalonate or α-amino esters (derived from glycine, alanine, phenylalanine, and phenylglycine) with ethyl glyoxylate and the corresponding dipolarophile such as maleimides, methyl acrylate, methyl fumarate, (E)-1,2-bis(phenylsulfonyl)ethylene, and electron deficient alkynes allows the diastereoselective synthesis of new polysubstituted pyrrolidine derivatives. Microwave-assisted heating processes give better results than conventional heating ones, affording endo-cycloadducts as major stereoisomers. In general, 2,5-cis-cycloadducts are preferentially formed according to the previous formation of the W-shaped dipole. Only in the 1,3-DC of the disulfone with phenylglycine and ethyl glyoxylate the corresponding exo-trans-cycloadduct was isolated. The compound endo-cis-4b, derived from phenylalanine, ethyl glyoxylate and N-benzylmaleimide, has been further transformed into a very complex diazabicyclo[2.2.1]octane skeleton with potential biological activity.
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Azomethine imines are considered 1,3-dipoles of the aza-allyl type which are transient intermediates and should be generated in situ but can also be stable and isolable compounds. They react with electron-rich and electron-poor olefins as well as with acetylenic compounds and allenoates mainly by a [3 + 2] cycloaddition but they can also take part in [3 + 3], [4 + 3], [3 + 2 + 2] and [5 + 3] with different dipolarophiles. These 1,3-dipolar cycloadditions (1,3-DC) can be performed not only under thermal or microwave conditions but also using metallo- and organocatalytic systems. In recent years enantiocatalyzed 1,3-dipolar cycloadditions have been extensively considered and applied to the synthesis of a great variety of dinitrogenated heterocycles with biological activity. Acyclic azomethine imines derived from mono and disubstituted hydrazones could be generated by prototropy under heating or by using Lewis or Brønsted acids to give, after [3 + 2] cycloadditions, pyrazolidines and pyrazolines. Cyclic azomethine imines, incorporating a C–N bond in a ring, such as isoquinolinium imides are the most widely used dipoles in normal and inverse-electron demand 1,3-DC allowing the synthesis of tetrahydro-, dihydro- and unsaturated pyrazolo[1,5-a]isoquinolines in racemic and enantioenriched forms with interesting biological activity. Pyridinium and quinolinium imides give the corresponding pyrazolopyridines and indazolo[3,2-a]isoquinolines, respectively. In the case of cyclic azomethine imines with an N–N bond incorporated into a ring, N-alkylidene-3-oxo-pyrazolidinium ylides are the most popular stable and isolated dipoles able to form dinitrogen-fused saturated and unsaturated pyrazolopyrazolones as racemic or enantiomerically enriched compounds present in many pharmaceuticals, agrochemicals and other useful chemicals.