BRPI0712160A2

BRPI0712160A2 - composição de combustìvel, método para fabricar uma composição de combustìvel a partir de um açúcar simples, veìculo, método para acionar um motor, e, método de negócio

Info

Publication number: BRPI0712160A2
Application number: BRPI0712160-1A
Authority: BR
Inventors: Neil Stephen Renninger; Jack Newman; Keith Kink Reiling
Original assignee: Amyris Biotechnologies Inc
Priority date: 2006-05-26
Filing date: 2007-05-25
Publication date: 2012-01-17
Also published as: EP2038530A2; AU2007267914A1; WO2007139925A3; AU2007267914B9; JP4630940B2; CA2652732A1; WO2007139925A2; JP2009538373A; AU2007267914C1; AU2007267914B2; US20080092829A1; US7854774B2; EP2038530A4; CA2652732C

Abstract

COMPOSIçãO DE COMBUSTìVEL, MéTODO PARA FABRICAR UMA COMPOSIçãO DE COMBUSTìVEL A PARTIR DE UM AçúCAR SIMPLES, VEìCULO, MéTODO PARA ACIONAR UM MOTOR, E, MéTODO DE NEGóCIO Uma composição de combustível compreende pelo menos um composto de isoprenóide C~ 5~ ou seu derivado e um aditivo de combustível convencional. O composto de isoprenóide C~ 5~ ou seu derivado pode ser usado como um componente de combustível ou como um aditivo de combustível na composição de combustível. A composição de combustível pode compreender ainda um componente de combustível convencional selecionado de um combustível diesel, combustível de jato, querosene ou gasolina. Métodos de fabricar e usar a composição de combustível também são divulgados. Divulgados aqui também são métodos administrativos compreendendo as etapas de (a) obter um biocombustível compreendendo pelo menos um álcool C~ 5~ ou derivado deste realizando-se uma reação de fermentação de um açúcar com uma célula hospedeira recombinante, em que a célula hospedeira recombinante produz o álcool C~ 5~ ou derivado deste; e (b) distribuir, comercializar ou vender o biocombustível.

Description

"COMPOSIÇÃO DE COMBUSTÍVEL, MÉTODO PARA FABRICAR UMA COMPOSIÇÃO DE COMBUSTÍVEL A PARTIR DE UM AÇÚCAR SIMPLES, VEÍCULO, MÉTODO PARA ACIONAR UM MOTOR, E, MÉTODO DE NEGÓCIO"

PEDIDOS RELACIONADOS ANTERIORES

Este pedido reivindica as prioridades do Pedido de Patente Provisório U.S. Números 60/808.666, depositado em 26 de Maio de 2006; 60/872.411, depositado em 14 de Julho de 2006; 60/872.412, depositado em 14 de Julho de 2006; 60/872.413, depositado em 14 de Julho de 2006; 60/873.388, depositado em 6 de Dezembro de 2006; e 60/887.604, depositado em 1 de Fevereiro de 2007.

CAMPO DA INVENÇÃO

Esta invenção inclui, entre outras coisas, composições de combustível compreendendo pelo menos um composto de isoprenóide C5 ou um derivado deste e métodos de fabricar e usar as composições de combustível. Em certas formas de realização, esta invenção inclui composições de combustível compreendendo 3-metil-l-butanol (isto é, álcool isoamílico), 3-metil-3-buten-l-ol, 3-metil-2-buten-l-ol ou um derivado deste. Em certas formas de realização, esta invenção inclui uma composição de combustível utilizando pelo menos um componente de combustível pronta e eficientemente produzido, pelo menos em parte, de um microorganismo. Em certas formas de realização, esta invenção inclui uma composição de combustível compreendendo uma concentração elevada de pelo menos um componente de combustível bioengenheirado.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

O biocombustível é geralmente um combustível derivado de biomassa, isto é, organismos recentemente vivos ou seus subprodutos metabólicos, tais como estrume de animais. Biocombustível é desejável porque ele é uma fonte de energia renovável, diferente de outros recursos naturais tais como petróleo, carvão e combustíveis nucleares. Biocombustível inclui, inter alia, álcoois biologicamente produzidos, tais como metanol, etanol, propanol e butanol. Geralmente, tais álcoois biologicamente produzidos podem ser formados pela ação de micróbios e enzimas através de fermentação de biomassa. Por exemplo, o metanol pode ser produzido da fermentação da madeira ou outros materiais orgânicos ou formado naturalmente no metabolismo anaeróbico de muitas variedades de bactérias.

Similarmente, etanol pode ser produzido em massa por fermentação de amido ou açúcar que pode ser encontrado em uma variedade ampla de safras tais como cana de açúcar, beterraba sacarina e milho. Além disso, butanol e etanol podem ser produzidos de amido usando Clostridium acetobutilicum, uma bactéria comercialmente disponível, no processo de A.B.E. (Acetona, Butanol, Etanol). O processo de A.B.E. foi um padrão industrial antes do final da década de 40 quando o petróleo começou a tornar-se a fonte de energia dominante por seu baixo custo.

Recentemente, por causa de interesses sobre o aquecimento global, preços do petróleo ascendentes assim como reservas de petróleo decrescentes e instabilidade política crescente em países produtores de petróleo por todo o mundo, existem interesses renovados dos governos, indústrias e acadêmicos em biocombustíveis, particularmente álcoois biologicamente produzidos. Entretanto, metanol, etanol e propanol são bastante voláteis de modo que eles podem causar bloqueio de vapor no motor e problemas evaporativos de emissão. Além disso, metanol, etanol e propanol têm uma afinidade alta para água e portanto, eles geralmente contêm uma quantidade indesejável de água que pode causar problema corrosivo a motores de combustão interna que os usam como combustíveis.

Butanol pode ser mais apropriado como um biocombustível do que metanol, etanol e propanol porque o primeiro é menos volátil e mais hidrofóbico do que o último. Entretanto, é incerto se os métodos de produção de butanol correntes são economicamente viáveis. Como um resultado, existe uma necessidade para biocombustíveis que podem ser produzidos economicamente. Além disso, também existe uma necessidade para biocombustíveis que têm uma afinidade baixa com respeito à água. Além disso, também existe uma necessidade para biocombustíveis que podem ser fabricados confiante e reproduzivelmente para o uso em motores de combustão interna tais como motores a gasolina.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Fornecidos aqui são componentes de combustível, composições de combustível e métodos de fabricar e usar os mesmos. Acredita-se que formas de realização das composições de combustível divulgadas aqui satisfaçam as necessidades mencionadas acima. Em algumas formas de realização, as composições de combustível compreendem um ou mais compostos de isoprenóide C5 ou derivados destes. Em outras formas de realização, os compostos de isoprenóide C5 ou derivado destes podem ser usados como a composição de combustível propriamente dita, um componente maior da composição de combustível ou um componente menor da composição de combustível. Em certas formas de realização, os compostos de isoprenóide C5 ou derivados destes podem ser fabricados de microorganismos, incluindo microorganismos bioengenheirados. Em algumas formas de realização, as composições de combustível divulgadas aqui podem ser usadas como gasolina. Em outras formas de realização, as composições de combustível divulgadas aqui podem ser usadas para motores de combustão interna de força tais como motores a gasolina.

Em um aspecto, a invenção fornece uma composição de combustível compreendendo ou obtenível de uma mistura compreendendo um composto de isoprenóide e um aditivo de combustível. Em algumas formas de realização, o composto de isoprenóide é representado pela fórmula (Ib) ou (Ic): <formula>formula see original document page 5</formula>

em que Z é Η, O-R, 0-C(=0)R, O-PO(OR)2, O-SO2-OR, PO(OR)2 ou SO2-OR; e R é H, alquila, cicloalquila, arila, alcarila ou aralquila. Em certas formas de realização, o composto de isoprenóide é 3-metil-3-buten- 1-ol, isto é, a fórmula (Ib) onde Z é OR e R é H. Em certas formas de realização, o composto de isoprenóide é 3-metil-2-buten-1-ol, isto é, a fórmula (Ic) onde Z é OR e R é H. Em outras formas de realização, o composto de isoprenóide é em uma quantidade de 2% a 95% êm volume, com base no volume total da composição de combustível. Em outras formas de realização, o composto de isoprenóide está em uma quantidade de pelo menos 2% em volume, com base no volume total da composição de combustível.

Em um outro aspecto, a invenção fornece uma composição de combustível compreendendo ou obtenível de uma mistura compreendendo (a) álcool isoamílico em uma quantidade de pelo menos 35% em peso, com base no peso total da composição de combustível; e (b) um aditivo de combustível.

Em algumas formas de realização, a quantidade do álcool isoamílico é pelo menos 30% em volume, pelo menos 40% em volume, ou pelo menos 50% em volume, com base no volume total da composição de combustível; ou pelo menos 40% em peso, ou pelo menos 50% em peso, com base no peso total da composição de combustível.

Em algumas formas de realização, a composição de combustível divulgada aqui é isenta ou substancialmente isenta de um composto orgânico que tem uma temperatura de ignição espontânea de menos do que 450°C, em que o composto orgânico é (1) um composto que contém um ou mais átomos de oxigênio mas nenhum átomo de nitrogênio; ou (2) um composto que contém um ou mais grupos nitrato e uma ou mais ligações de éter; ou (3) um composto orgânico contendo nitrogênio selecionado do grupo que consiste de compostos azo, tetrazinas, compostos nitrosos, compostos nitro, compostos de nitrato, e hiponitritos. Em outras formas de realização, o composto orgânico é um éter, um peróxido, um hidroperóxido, um aldeído, um composto de acila, um éter cíclico, um éster, nitrato de 2-etoxietila, nitrato de 2-butoxietila, nitrato de 2'-butóxi-2-etoxietila, nitrato de 2,2-dietoxietila, 1,3-dioxano-5-nitrato, nitrometano, dinitrato de dietileno glicol, dinitrato de trietileno glicol ou o dinitrato de polietileno glicol de um peso molecular médio de 400.

Em certas formas de realização, a composição de combustível divulgada aqui é isenta ou substancialmente isenta de um álcool secundário em que o álcool secundário não é 3-metil-3-buten-l-ol, 3-metil-2-buten-l-ol ou uma combinação destes. Em outras formas de realização, o álcool secundário é metanol, etanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, iso- butanol, terc-butanol, n-pentanol, sec-pentanol, terc-pentanol, n-hexanol, iso- hexanol, sec-hexanol, terc-hexanol, heptanóis, octanóis, nonanóis, decanóis ou uma combinação destes. Em algumas formas de realização, a composição de combustível divulgada aqui é isenta ou substancialmente isenta de um composto aromático. Em outras formas de realização, a composição de combustível divulgada aqui é isenta ou substancialmente isenta de uma alquilamina, éster de ácido graxo ou sal de ácido graxo.

Em certas formas de realização, a composição de combustível divulgada aqui compreende ainda um combustível com base em petróleo em uma quantidade de 1% a 95% em volume, com base no volume total da composição de combustível. Em algumas formas de realização, o combustível com base em petróleo é gasolina. Em outras formas de realização, o composto de isoprenóide C5 é de acordo com a fórmula (Ib) e Z é OH e o composto de isoprenóide C5 está presente em uma quantidade de cerca de 1% a cerca de 5% em volume, de cerca de 1% a cerca de 10% em volume, de cerca de 1% a cerca de 12,5% em volume, de cerca de 2,5% a cerca de 12,5% em volume, ou de cerca de 5% a cerca de 12,5% em volume, com base no volume total da composição de combustível.

Em certas formas de realização, o aditivo de combustível na composição de combustível divulgada aqui é selecionado do grupo que consiste de oxigenados, antioxidantes, melhoradores de estabilidade térmica, melhoradores de cetano, estabilizadores, melhoradores de fluxo frio, melhoradores de combustão, anti-espumantes, aditivos anti-embaçamento, inibidores de corrosão, melhoradores de lubricidade, inibidores de congelamento, aditivos para limpeza de injetor, supressores de fumaça, aditivos redutores de arrasto, desativadores de metal, dispersantes, detergentes, desemulsificadores, corantes, marcadores, dissipadores estáticos, biocidas e combinações destes. Em outras formas de realização, a quantidade do aditivo de combustível é de cerca de 0,1% a cerca de 20% em peso ou volume, com base no peso ou volume totais da composição de combustível.

Em um outro aspecto, a invenção inclui um veículo compreendendo um motor de combustão interna; um tanque de combustível conectado ao motor de combustão interna; e a composição de combustível divulgada aqui no tanque de combustível, em que a composição de combustível é usada para acionar o motor de combustão interna. Em algumas formas de realização, o motor de combustão interna do veículo é um motor a gasolina.

Em um outro aspecto, a invenção inclui um método de acionar um motor compreendendo a etapa de combustão de uma composição de combustível divulgada aqui.

Em um outro aspecto, a invenção inclui uma composição de combustível compreendendo um componente de combustível e um composto de isoprenóide C5 bioengenheirado.

Em um outro aspecto, a invenção inclui uma composição de combustível produzida preparando-se 3-metil-3-buten-l-ol usando um microorganismo, e incorporando o 3-metil-3-buten-l-ol em um combustível. Em um outro aspecto, a invenção inclui uma composição de combustível produzida preparando-se 3-metil-2-buten-1-ol usando um microorganismo, e incorporando o 3-metií-2-buten-1-ol em um combustível.

Em um outro aspecto, a invenção inclui uma composição de combustível produzida preparando-se 3-metil-3-buten-1-ol usando um microorganismo, preparando álcool isoamílico do 3-metil-3-buten-1-ol, e incorporando o álcool isoamílico em um combustível.

Em um outro aspecto, a invenção inclui uma composição de combustível produzida preparando-se 3-metil-2-buten-1-ol usando um microorganismo, preparando álcool isoamílico do 3-metil-2-buten-1-ol, e incorporando o álcool isoamílico em um combustível.

Em um outro aspecto, a invenção inclui uma composição de combustível compreendendo um componente de combustível ou aditivo de combustível derivado de um açúcar simples. Em algumas formas de realização, a invenção inclui uma composição de combustível em que o açúcar simples é glicose, galactose, manose, frutose, ribose ou uma combinação destes.

Em um outro aspecto, a invenção inclui um método de fabricar uma composição de combustível de um açúcar simples compreendendo as etapas de:

a) contatar uma célula capaz de fabricar um composto de isoprenóide C5 com o açúcar simples sob condições adequadas para fabricar o composto de isoprenóide C5; e

c) misturar o composto de isoprenóide C5 com um ou mais componentes de combustível ou aditivos de combustível para fabricar a composição de combustível.

Em um outro aspecto, a invenção inclui um método de fabricar uma composição de combustível de um açúcar simples compreendendo as etapas de: a) contatar uma célula capaz de fabricar um material de partida de isoprenóide C5 com o açúcar simples sob condições adequadas para fabricar o material de partida de isoprenóide C5;

b) hidrogenar o material de partida de isoprenóide C5 para formar um composto de isoprenóide C5 hidrogenado; e

c) misturar o composto de isoprenóide C5 hidrogenado com um ou mais componentes de combustível ou aditivos de combustível para fabricar a composição de combustível.

Em um outro aspecto, a invenção inclui um método de negócio compreendendo as etapas de:

(a) obter um biocombustível compreendendo pelo menos um álcool C5 ou derivado deste realizando-se uma reação de fermentação de um açúcar com uma célula hospedeira recombinante, em que a célula hospedeira recombinante produz o álcool C5 ou derivado deste; e

(b) distribuir, comercializar ou vender o biocombustível.

Em algumas formas de realização, a célula hospedeira recombinante é modificada para aumentar uma conversão enzimática de pirofosfato de isopentenila (IPP), pirofosfato de dimetilalila (DMAPP), ou uma combinação destes a um isopentenol, em que a célula hospedeira recombinante não é uma cepa de E. coli pTRC 99A transformada com um gene nudF ou um yhfR.

Em outras formas de realização, o álcool C5 ou derivado deste é um composto de isoprenóide tendo a fórmula (Ia), (Ib) ou (Ic):

<formula>formula see original document page 9</formula>

em que Z é O-R, 0-C(=0)R, O-PO(OR)2, O-SO2-OR, PO(OR)2 ou SO2-OR; e R é H, alquila, cicloalquila, arila, alcarila ou aralquila. Em outras formas de realização, quando o composto de isoprenóide tem a fórmula (Ia) onde Z é OH, a quantidade do composto de isoprenóide é pelo menos 30% em volume com base no volume total do biocombustível.

Em outras formas de realização, o álcool C5 ou derivado deste é um composto de isoprenóide tendo a fórmula (Ib) ou (Ic):

<formula>formula see original document page 10</formula>

em que Z é O-R, O-PO(OR)2, O-SO2-OR, PO(OR)2 ou SO2- OR; e R é H, alquila, cicloalquila, arila, alcarila ou aralquila. Em outras formas de realização, quando o composto de isoprenóide tem a fórmula (Ia) onde Z é OH, a quantidade do composto de isoprenóide é pelo menos 30% em volume com base no volume total do biocombustível.

Em outras formas de realização, o álcool C5 ou derivado deste é um composto de isoprenóide tendo a fórmula (Ia):

<formula>formula see original document page 10</formula>

Em algumas formas de realização, a quantidade do composto de isoprenóide é pelo menos 2% em volume com base no volume total do biocombustível.

Em certas formas de realização, o biocombustível compreende 3-metil-3-buten-l-ol, 3-metil-2-buten-l-ol, 3-metil-l-butanol ou uma combinação destes. Em outras formas de realização, a quantidade de 3-metil- 3-buten-l-ol, 3-metil-2-buten-l-ol ou 3-metil-l-butanol é pelo menos cerca de 2%.

Em algumas formas de realização, o biocombustível compreende ainda um combustível com base em petróleo, um aditivo de combustível ou uma combinação destes. Em outras formas de realização, o combustível com base em petróleo é uma gasolina, combustível de jato, querosene, combustível diesel ou uma combinação destes.

Em outras formas de realização, o aditivo de combustível é selecionado do grupo que consiste de oxigenados, antioxidantes, melhoradores de estabilidade térmica, melhoradores de cetano, estabilizadores, melhoradores de fluxo frio, melhoradores de combustão, anti- espumantes, aditivos anti-embaçamento, inibidores de corrosão, melhoradores de lubricidade, inibidores de congelamento, aditivos para limpeza de injetor, supressores de fumaça, aditivos redutores de arrasto, desativadores de metal, dispersantes, detergentes, desemulsificadores, corantes, marcadores, dissipadores estáticos, biocidas e combinações destes.

Em certas formas de realização, o açúcar é um açúcar simples. Em outras formas de realização, o açúcar simples é glicose, galactose, manose, frutose, ribose ou uma combinação destes.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 é uma representação esquemática da via de mevalonato ("MEV") para a produção de difosfato de isopentenila ("IPP").

A Figura 2 é uma representação esquemática da via de DXP para a produção de LPP e pirofosfato de dimetilalila ("DMAPP"). Dxs é 1- desóxi-D-xilulose-5-fosfato sintase; Dxr é 1-desóxi-D-xilulose-5-fosfato redutoisomerase (também conhecida como IspC); IspD é 4-difosfocitidil-2C- metil-D-eritritol sintase; IspE é 4-difosfocitidil-2C-metil-D-eritritol sintase; IspF é 2C-metil-D-eritritol 2,4-ciclodifosfato sintase; IspG é l-hidróxi-2- metil-2-(E)-butenil 4-difosfato sintase (IspG); e ispH é isopentenil/dimetilalil difosfato sintase.

A Figura 3 mostra níveis de produção relativos de 3-metil-3- buten-1-ol ou 3-metil-2-buten-1-ol por cepas DH1 (controle não transformado; representado por círculos abertos), B286 (representado por losangos abertos), B287 (representado por *'s), e B291 (representado por triângulos abertos).

A Figura 4 mostra os valores de densidade API, números de octanagem de pesquisa, números de octanagem do motor, índices anti- detonantes, dados de pressão de vapor, calores líquidos de combustão, dados de tolerância à água, e razão de vapor-líquido de um estoque de combinação de gasolina reformulada da Califórnia para combinação com oxigênio (CARBOB) sem nenhum aditivo e misturas de CARBOB com várias quantidades de isoprenol e álcool isoamílico respectivamente.

A Figura 5 mostra os valores de densidade API, números de octanagem de pesquisa, números de octanagem do motor, índices anti- detonantes, dados de pressão de vapor, calores líquidos de combustão, dados de tolerância à água, e razão de vapor-líquido de um estoque de combinação de gasolina reformulada da Califórnia para combinação com oxigênio (CARBOB) sem nenhum aditivo e misturas de CARBOB com várias quantidades de 1-butanol (BuOH), etanol (EtOH), éter metil terciário-butílico (MTBE) e éter etil terciário-butílico (ETBE) respectivamente.

A Figura 6 mostra as curvas de destilação para CARBOB (representado por X's) e misturas de CARBOB e isoprenol (isto é, 3-metil-3- buten-l-ol ou 3-metil-2-buten-1-ol; representados por círculos sólidos), álcool isoamílico (IAOH; representado por quadrados abertos), 1-butanol (BuOH; representado por triângulos abertos), etanol (EtOH; representado por losangos abertos), éter metil terciário-butílico (MTBE; representado por *'s) e éter etil terciário-butílico (ETBE; representado por círculos abertos) respectivamente em aproximadamente 2,0 a 2,3% em peso de teor de oxigênio.

A Figura 7 mostra as curvas de destilação para CARBOB (representado por X's) e misturas de CARBOB e isoprenol (representados por círculos sólidos), álcool isoamílico (IAOH; representado por quadrados abertos), 1-butanol (BuOH; representado por triângulos abertos) e etanol (EtOH; representado por losangos abertos) respectivamente em aproximadamente 2,8% em peso de teor de oxigênio.

A Figura 8 mostra as curvas de destilação para CARBOB (representado por X's) e misturas de CARBOB e isoprenol (representados por círculos sólidos), álcool isoamílico (IAOH; representado por quadrados abertos), 1-butanol (BuOH; representado por triângulos abertos) e etanol (EtOH; representado por losangos abertos) respectivamente em aproximadamente 3,6 a 3,7% em peso de teor de oxigênio.

A Figura 9 mostra os números de octanagem de pesquisa (RON; representados por barras com traços curtos), números de octanagem do motor (MON; representados por barras brancas), e índices anti-detonantes (representados por barras com quadrados) de CARBOB e misturas de CARBOB e isoprenol, álcool isoamílico (IAOH), 1-butanol (BuOH), etanol (EtOH), éter metil terciário-butílico (MTBE) e éter etil terciário-butílico (ETBE) respectivamente em aproximadamente 2% em peso de teor de oxigênio.

A Figura 10 mostra os números de octanagem de pesquisa (RON) de misturas de CARBOB e isoprenol (representados por círculos sólidos), álcool isoamílico (IAOH; representado por quadrados abertos), 1- butanol (BuOH; representado por triângulos abertos), etanol (EtOH; representado por losangos abertos), éter metil terciário-butílico (MTBE; representado por *'s) e éter etil terciário-butílico (ETBE; representado por círculos abertos) respectivamente em vários % em peso de teor de oxigênio.

A Figura 11 mostra os números de octanagem de pesquisa (RON) de isoprenol (representado por círculos sólidos), álcool isoamílico (IAOH; representado por quadrados abertos), 1-butanol (BuOH; representado por triângulos abertos), etanol (EtOH; representado por losangos abertos), éter metil terciário-butílico (MTBE; representado por *'s) e éter etil terciário- butílico (ETBE; representado por círculos abertos) respectivamente em vários % em peso de teor de oxigênio.

A Figura 12 mostra os números de octanagem do motor (MON) de misturas de CARBOB e isoprenol (representados por círculos sólidos), álcool isoamílico (LAOH; representado por quadrados abertos), 1- butanol (BuOH; representado por triângulos abertos), etanol (EtOH; representado por losangos abertos), éter metil terciário-butílico (MTBE; representado por *'s) e éter etil terciário-butílico (ETBE; representado por círculos abertos) respectivamente em vários % em peso de teor de oxigênio.

A Figura 13 mostra os números de octanagem do motor (MON) de isoprenol (representado por círculos sólidos), álcool isoamílico (IAOH; representado por quadrados abertos), 1-butanol (BuOH; representado por triângulos abertos), etanol (EtOH; representado por losangos abertos), éter metil terciário-butílico (MTBE; representado por *'s) e éter etil terciário- butílico (ETBE; representado por círculos abertos) respectivamente em vários % em peso de teor de oxigênio.

A Figura 14 mostra os índices anti-detonantes de misturas de CARBOB e isoprenol (representados por círculos sólidos), álcool isoamílico (IAOH; representado por quadrados abertos), 1-butanol (BuOH; representado por triângulos abertos), etanol (EtOH; representado por losangos abertos), éter metil terciário-butílico (MTBE; representado por *'s) e éter etil terciário- butílico (ETBE; representado por círculos abertos) respectivamente em vários % em peso de teor de oxigênio.

A Figura 15 mostra os índices anti-detonantes de isoprenol (representado por círculos sólidos), álcool isoamílico (IAOH; representado por quadrados abertos), 1-butanol (BuOH; representado por triângulos abertos), etanol (EtOH; representado por losangos abertos), éter metil terciário-butílico (MTBE; representado por *'s) e éter etil terciário-butílico (ETBE; representado por círculos abertos) respectivamente em vários % em peso de teor de oxigênio. A Figura 16 mostra os valores de pressão de vapor de CARBOB, isoprenol, álcool isoamílico (IAOH), 1-butanol (BuOH), etanol (EtOH), éter metil terciário-butílico (MTBE) e éter etil terciário-butílico (ETBE) respectivamente em aproximadamente 2% em peso de teor de oxigênio medidos de acordo com os métodos CARB (representado por barras com quadrados), EPA (representado por barras brancas) e ASTM D 5191 (representado por barras com linhas inclinadas).

A Figura 17 mostra os valores de pressão de vapor de misturas de CARBOB e isoprenol (representados por círculos sólidos), álcool isoamílico (IAOH; representado por quadrados abertos), 1-butanol (BuOH; representado por triângulos abertos), etanol (EtOH; representado por losangos abertos), éter metil terciário-butílico (MTBE; representado por *'s) e éter etil terciário-butílico (ETBE; representado por círculos abertos) respectivamente em vários % em peso de teor de oxigênio medidos pelo método CARB.

A Figura 18 mostra os valores de pressão de vapor de misturas de CARBOB e isoprenol (representados por círculos sólidos), álcool isoamílico (LAOH; representado por quadrados abertos), 1-butanol (BuOH; representado por triângulos abertos), etanol (EtOH; representado por losangos abertos), éter metil terciário-butílico (MTBE; representado por *'s) e éter etil terciário-butílico (ETBE; representado por círculos abertos) respectivamente em vários % em peso de teor de oxigênio medidos pelo método EPA.

A Figura 19 mostra os valores de pressão de vapor de misturas de CARBOB e isoprenol (representados por círculos sólidos), álcool isoamílico (IAOH; representado por quadrados abertos), 1-butanol (BuOH; representado por triângulos abertos), etanol (EtOH; representado por losangos abertos), éter metil terciário-butílico (MTBE; representado por *'s) e éter etil terciário-butílico (ETBE; representado por círculos abertos) respectivamente em vários % em peso de teor de oxigênio medidos pelo método ASTM.

A Figura 20 mostra os calores líquidos de combustão de CARBOB, isoprenol, álcool isoamílico (IAOH), 1-butanol (BuOH), etanol (EtOH), éter metil terciário-butílico (MTBE) e éter etil terciário-butílico (ETBE) respectivamente em aproximadamente 2% em peso de teor de oxigênio.

A Figura 21 mostra os calores líquidos de combustão de misturas de CARBOB e isoprenol (representados por círculos sólidos), álcool isoamílico (IAOH; representado por quadrados abertos), 1-butanol (BuOH; representado por triângulos abertos), etanol (EtOH; representado por losangos abertos), éter metil terciário-butílico (MTBE; representado por *'s) e éter etil terciário-butílico (ETBE; representado por círculos abertos) respectivamente em vários % em peso de teor de oxigênio.

A Figura 22 mostra as curvas de destilação de CARBOB e misturas de CARBOB e 9,8% em vol. (representado por quadrados abertos), 13,2% em vol. (representado por triângulos abertos) e 17,1% em vol. (representado por losangos abertos) de isoprenol respectivamente.

A Figura 23 mostra as curvas de destilação de CARBOB e misturas de CARBOB e 10,6% em vol. (representado por quadrados abertos), 14,3% em vol. (representado por triângulos abertos) e 18,6% em vol. (representado por losangos abertos) de álcool isoamílico respectivamente.

A Figura 24 mostra as curvas de destilação de CARBOB e misturas de CARBOB e 8,9% em vol. (representado por quadrados abertos), 12,0% em vol. (representado por triângulos abertos) e 15,6% em vol. (representado por losangos abertos) de 1-butanol respectivamente.

A Figura 25 mostra as curvas de destilação de CARBOB e misturas de CARBOB e 5,7% em vol. (representado por quadrados abertos), 7,7% em vol. (representado por triângulos abertos) e 10,0% em vol. (representado por losangos abertos) de etanol respectivamente.

Definições

"Combustível" refere-se a um ou mais hidrocarbonetos, um ou mais álcoois, um ou mais ésteres graxos ou uma mistura destes. Preferivelmente, hidrocarbonetos líquidos são usados. Combustível pode ser usado para motores de combustão interna de força tais como motores recíprocos (por exemplo, motores a gasolina e motores diesel), motores Wankel, motores de jato, alguns motores de foguete, motores de projétil e motores de turbina a gás. Em algumas formas de realização, o combustível tipicamente compreende uma mistura de hidrocarbonetos tais como alcanos, ciçloalcanos e hidrocarbonetos aromáticos. Em outras formas de realização, combustível compreende um ou mais dos compostos de isoprenóide C5 divulgados aqui.

"Composição de combustível" é um combustível que compreende pelo menos dois componentes de combustível.

"Componente de combustível" é qualquer composto ou uma mistura de compostos que são usados para formular uma composição de combustível. Existem "componente de combustível maior" e "componente de combustível menor." Um componente de combustível maior está presente em uma composição de combustível em pelo menos 50% em volume; e um componente de combustível menor está presente em uma composição de combustível em menos do que 50%. Aditivos de combustível são componentes de combustível menores. Os compostos de isoprenóide divulgados aqui podem ser um componente maior ou um componente menor, por si só ou em uma mistura com outros componentes de combustível.

"Composto bioengenheirado" refere-se a um composto fabricado por uma célula hospedeira, incluindo quaisquer células archae, bacterianas, ou eucarióticas ou microorganismo.

"Material de partida de isoprenóide C5" refere-se a difosfato de isopentenila ("IPP"), pirofosfato de dimetilalila (DMAPP) ou um composto insaturado que é capaz de ser derivado de IPP ou DMAPP.

"Isoprenóide" e "composto de isoprenóide" são usados permutavelmente aqui e referem-se a um composto derivável de IPP, DMAPP ou uma combinação destes.

"Isoprenóide C5" ou "composto de isoprenóide C5" refere-se a um hidrocarboneto C5 que é capaz de ser derivado de IPP ou DMAPP. Em certas formas de realização, o isoprenóide C5 pode ser 3-metil-l-butanol (álcool isoamílico), ou 3-metil-3-buten-l-ol (isoprenol).

"CARBOB" ou "estoque de combinação de gasolina reformulada da Califórnia para combinação com oxigênio" refere-se ao estoque de combinação básico que é produzido antes de um álcool tal como etanol ou um álcool superior é adicionado para criar o produto oxigenado acabado. Em algumas formas de realização, um álcool é adicionado a CARBOB para formar um produto oxigenado acabado que satisfaz a necessidade de oxigênio de 2%. Em algumas formas de realização, um álcool é adicionado a CARBOB para formar um produto oxigenado acabado que satisfaz a necessidade de oxigênio de 2,7%. Em algumas formas de realização, um álcool é adicionado a CARBOB para formar um produto oxigenado acabado que satisfaz a necessidade de oxigênio de 3,5%.

"Densidade API" refere-se a uma escala de densidade específica desenvolvida pelo American Petroleum Institute (API) para medir a densidade relativa de vários líquidos de petróleo. Densidade API pode ser medida de acordo com ASTM D 1298 ou D 4052.

"Número de octanagem de pesquisa" ou "RON" refere-se ao número de octanagem de um combustível determinado conduzindo-se o combustível através de um motor de teste específico com uma razão de compressão variável sob condições controladas, e comparando estes resultados com aqueles para misturas de isooctano e n-heptano. RON pode ser medido de acordo com ASTM D 2699.

"Número de octanagem do motor" ou "MON" refere-se ao número de octanagem de um combustível determinado conduzindo-se o combustível através de um motor de teste similar àquele usado no teste de RON, mas com uma mistura de combustível pré-aquecida, uma velocidade do motor mais alta, e cronometragem de ignição variável para estressar mais a resistência à detonação de combustível. Dependendo da composição do combustível, o MON de uma gasolina moderna geralmente é cerca de 8 a 10 pontos mais baixo do que o RON. MON pode ser medido de acordo com ASTM D 2700.

"índice anti-detonante" de um combustível refere-se à média de RON e MON do combustível.

"Pressão de vapor" ou "pressão de vapor Reid" de uma gasolina é uma medida da pressão de vapor da gasolina em libras por polegada quadrada a IOO0F (37,77°C). Ela é uma indicação da volatilidade da gasolina. A pressão de vapor Reid de uma gasolina pode ser medida de acordo com ASTM D 5191.

"Calor de combustão" de um composto é a energia, liberada como calor quando o composto sofre combustão completa com oxigênio. O calor de combustão de um combustível líquido pode ser medido de acordo com ASTM D4809-95.

Razão de vapor-líquido (V/L) de uma gasolina refere-se à temperatura em que a gasolina forma um razão de vapor-líquido de 20 (V/L = 20), isto é, a temperatura na qual ela existe como 20 volumes de vapor em equilíbrio com um volume de líquido em pressão atmosférica. A temperatura para um V/L = 20 varia com a estação do ano; a faixa normal é de cerca de 35°C (95°F) a cerca de 60°C (140°F). Geralmente, valores mais altos fornecem proteção maior contra bloqueio de vapor e problemas de manejo de combustível quente. A razão de vapor-líquido (V/L) de um combustível líquido pode ser medida de acordo com ASTM D 2533 ou ASTM D 5188.

"Tolerância à água com teste de etanol a 10% em vol." mede a temperatura na qual uma mistura de gasolina-10% de álcool separa em duas fases distintas. A tolerância à água de um combustível oxigenado pode ser medida de acordo com ASTM D 6422.

"Combustível com base em petróleo" significa um combustível que inclui um destilado fracionário de petróleo.

"Combustível de jato" refere-se a um combustível adequado para o uso em um motor de jato.

"Combustível bioengenheirado" refere-se a um combustível fabricado por uma célula hospedeira, incluindo quaisquer células archae, bacterianas, ou eucarióticas ou microorganismo.

Biocombustível é qualquer combustível que é derivado de uma biomassa, isto é, organismos recentemente vivos ou seus subprodutos metabólicos, tais como estrume de vacas. Ele é uma fonte de energia renovável, diferente de outros recursos naturais tais como petróleo, carvão e combustíveis nucleares.

"Aditivo de combustível" refere-se a componentes químicos adicionados a combustíveis para alterar as propriedades do combustível, por exemplo, para melhorar o desempenho do motor, manejo de combustível, estabilidade do combustível, ou para controle de contaminante. Tipos de aditivos incluem, mas não são limitados a, antioxidantes, melhoradores de estabilidade térmica, melhoradores de cetano, estabilizadores, melhoradores de fluxo frio, melhoradores de combustão, anti-espumantes, aditivos anti- embaçamento, inibidores de corrosão, melhoradores de lubricidade, inibidores de congelamento, aditivos para limpeza de injetor, supressores de fumaça, aditivos redutores de arrasto, desativadores de metal, dispersantes, detergentes, desemulsificadores, corantes, marcadores, dissipadores estáticos, biocidas e combinações destes. O termo "aditivos convencionais" refere-se a aditivos de combustível conhecidos ao técnico habilitado, tais como aqueles descritos acima, que não são os compostos de isoprenóide C5 divulgados aqui.

Como usado aqui, uma composição que é um composto "substancialmente puro" é substancialmente isento de um ou mais outros compostos, isto é, a composição contém mais do que 80% em vol., mais do que 90% em vol., mais do que 95% em vol., mais do que 96% em vol., mais do que 97% em vol., mais do que 98% em vol., mais do que 99% em vol., mais do que 99,5% em vol., mais do que 99,6% em vol., mais do que 99,7% em vol., mais do que 99,8% em vol., ou mais do que 99,9% em vol. do composto; ou menos do que 20% em vol., menos do que 10% em vol., menos do que 5% em vol., menos do que 3% em vol., menos do que 1% em vol., menos do que 0,5% em vol., menos do que 0,1% em vol., ou menos do que 0,01% em vol. de um ou mais outros compostos, com base no volume total da composição.

Como usado aqui e a menos que de outro modo indicado, uma composição que é "substancialmente isenta" de um composto significa que a composição contém menos do que 20% em vol., menos do que 10% em vol., menos do que 5% em vol., menos do que 4% em vol., menos do que 3% em vol., menos do que 2% em vol., menos do que 1% em vol., menos do que 0,5% em vol., menos do que 0,1% em vol., ou menos do que 0,01% em vol. do composto, com base no volume total da composição.

Como usado aqui, quando o termo "grupo" é usado para descrever um composto químico ou substituinte, o material químico descrito inclui o grupo básico e aquele grupo com substituição convencional. Onde o termo "componente" é usado para descrever um composto químico ou substituinte, apenas o material químico não substituído é intencionado a ser incluído. Por exemplo, "grupo alquila" inclui não apenas tais componentes de alquila como metila, etila, octila, estearila, etc., mas também tais componentes que portam grupos substituintes tais como alquila, cicloalquila, arila, halogênio, ciano, hidroxila, nitro, amina, carboxilato, etc. Por outro lado, "componente de alquila" ou "alquila" inclui apenas metila, etila, octila, estearila, cicloexila, etc. Na descrição seguinte, todos os números divulgados aqui são valores aproximados, não obstante se a palavra "cerca de" ou "aproximado" é usada em combinação com esta. Eles podem variar em 1 por cento, 2 por cento, 5 por cento, ou, algumas vezes, 10 a 20 por cento. Sempre que uma faixa numérica com um limite inferior, Rl, e um limite superior, Ru, for divulgado, qualquer número caindo dentro da faixa é especificamente divulgado. Em particular, os números seguintes dentro da faixa são especificamente divulgados: R=RL+k*(Ru-Rl), em que k é uma variável variando de 1 por cento a 100 por cento com um aumento de 1 por cento, isto é, k é 1 por cento, 2 por cento, 3 por cento, 4 por cento, 5 por cento,..., 50 por cento, 51 por cento, 52 por cento,..., 95 por cento, 96 por cento, 97 por cento, 98 por cento, 99 por cento, ou 100 por cento. Além disso, qualquer faixa numérica definida por dois números R como definido no acima também é especificamente divulgada.

DESCRIÇÃO DE FORMAS DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO

Formas de realização da invenção fornecem composições de combustível compreendendo pelo menos um composto de isoprenóide C5 ou um derivado deste. Em certas formas de realização, o composto de isoprenóide C5 é usado como um componente de combustível maior. Em outras formas de realização, o composto de isoprenóide C5 é usado como componente de combustível menor na composição de combustível que pode compreender ainda um componente de combustível derivado de petróleo. Em outras formas de realização, as composições de combustível divulgadas aqui podem compreender ainda pelo menos um aditivo de combustível convencional.

A quantidade do composto de isoprenóide C5 ou um derivado deste na composição de combustível divulgada aqui pode ser de 0,5% a 99%, de 0,5% a 98%, de 1% a 97%, de 1% a 96%, de 2% a 95%, de 2% a 90%, de 3% a 85%, ou de 5% a 80%, com base na quantidade total da composição de combustível. Em certas formas de realização, a quantidade do hidrocarboneto cíclico C5 é mais do que 1%, mais do que 2%, mais do que 3%, mais do que 4%, mais do que 5%, mais do que 10%, mais do que 15%, mais do que 20%, mais do que 25%, mais do que 30%, mais do que 35%, mais do que 40%, mais do que 45%, mais do que 50%, mais do que 55%, mais do que 60%, mais do que 65%, mais do que 70%, mais do que 75%, mais do que 80%, mais do que 85%, mais do que 90% ou mais do que 95%, com base na quantidade total da composição de combustível. Em algumas formas de realização, a quantidade é em % em peso com base no peso total da composição de combustível. Em outras formas de realização, a quantidade é em % em vol. com base no volume total da composição de combustível. Em certas formas de realização, a composição de combustível é uma composição de combustível gasolina.

Em algumas formas de realização, a composição de combustível compreende ou é obtenível de uma mistura compreendendo:

(a) um composto de isoprenóide da fórmula (Ia), (Ib) ou (Ic):

<formula>formula see original document page 23</formula>

em uma quantidade de pelo menos 2% em volume com base no volume total da composição de combustível, em que Z é O-R, 0-C(=0)R, O-PO(OR)2, O-SO2-OR, PO(OR)2 ou SO2-OR; e R é H, alquila, cicloalquila, arila, alcarila ou aralquila com a condição de que quando Z da fórmula (Ia) é OH, a quantidade do composto de isoprenóide da fórmula (Ia) é pelo menos 30% em volume com base no volume total da composição de combustível; e

(b) um aditivo de combustível.

Em algumas formas de realização, o composto de isoprenóide é da fórmula (Ia) e compreende 3-metil-l-butanol (CAS 123-51-3; sinônimos: álcool isoamílico e álcool isopentílico) ou 2-metilbutano (CAS 78-78-4; sinônimos: isopentano) ou uma combinação destes. Em certas formas de realização, o composto de isoprenóide da fórmula (Ia) é ou compreende 3- metil-l-butanol. Em outras formas de realização, o composto de isoprenóide da fórmula (Ia) é ou compreende 2-metilbutano.

Em algumas formas de realização, o composto de isoprenóide é da fórmula (Ib) ou (Ic) e compreende 3-metil-3-buten-l-ol (CAS 763-32-6; sinônimos: álcool 3-isopentílico e isoprenol) ou 3-metil-2-buten-l-ol (CAS 556-82-1; sinônimos: álcool prenílico e prenol) ou uma combinação destes. Em certas formas de realização, o composto de isoprenóide da fórmula (Ib) é ou compreende 3-metil-3-buten-l-ol. Em outras formas de realização, o composto de isoprenóide da fórmula (Ic) é ou compreende 3-metil-2-buten-l- ol.

Em algumas formas de realização, as composições de combustível divulgadas aqui compreendem um composto de isoprenóide da fórmula (Ia), (Ib) ou (Ic) em uma quantidade entre 2% e 95% em volume. Em outras formas de realização, as composições de combustível divulgadas aqui compreendem um composto de isoprenóide da fórmula (Ia) em uma quantidade entre 2% e 95% em volume. Em algumas formas de realização, as composições de combustível divulgadas aqui compreendem um composto de isoprenóide da fórmula (Ib) em uma quantidade entre 2% e 95% em volume. Em algumas formas de realização, as composições de combustível divulgadas aqui compreendem um composto de isoprenóide da fórmula (Ic) em uma quantidade entre 2% e 95% em volume.

Cada um dos compostos de isoprenóide da fórmula (Ia), (Ib) ou (Ic) nas composições de combustível divulgadas aqui pode funcionar como um componente de combustível ou um aditivo de combustível. Em algumas formas de realização, as composições de combustível podem compreender ainda um aditivo de combustível convencional que é debatido abaixo. Em outras formas de realização, as composições de combustível podem compreender ainda um componente de combustível convencional tal como um combustível diesel, um combustível de jato, querosene ou gasolina. Em outras formas de realização, as composições de combustível compreendem ou são obteníveis de uma mistura compreendendo pelo menos um composto de isoprenóide da fórmula (Ia), (Ib) ou (Ic), pelo menos um componente de combustível convencional e pelo menos um aditivo de combustível convencional.

Em certas formas de realização, os compostos de isoprenóide da fórmula (Ia), (Ib) ou (Ic) são obtidos de fontes bioengenheiradas. Por exemplo, os compostos de isoprenóide bioengenheirados da fórmula (Ia), (Ib) ou (Ic) podem ser obtidos de um material renovável, prontamente disponível. Notavelmente, a presente invenção pode fornecer fontes renováveis, prontamente disponíveis de energia e métodos de seu uso para a produção de energia. Em certas formas de realização, os compostos de isoprenóide bioengenheirados da fórmula (Ia), (Ib) ou (Ic) podem ser obtidos de um açúcar tal como monossacarídeos (açúcar simples), dissacarídeos e combinações destes. Em certas formas de realização, o componente de combustível bioengenheirado pode ser obtido de um açúcar simples. Em certas formas de realização o açúcar simples pode ser qualquer açúcar simples capaz de suportar o crescimento de uma ou mais das células fornecidas aqui. O açúcar simples pode ser qualquer açúcar simples conhecido àqueles de habilidade na técnica. Alguns exemplos não limitantes de açúcares simples ou monossacarídeos adequados incluem glicose, galactose, manose, frutose, ribose e combinações destes. Alguns exemplos não limitantes de dissacarídeos adequados incluem sacarose, lactose, maltose, trealose, celobiose e combinações destes. Em certas formas de realização, o componente de combustível bioengenheirado pode ser obtido de um polissacarídeo. Alguns exemplos não limitantes de polissacarídeos adequados incluem amido, glicogênio, celulose, quitina e combinações destes. Os monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos adequados para fabricar os compostos de isoprenóide bioengenheirados da fórmula (Ia), (Ib) ou (Ic) podem ser encontrados em uma variedade ampla de safras ou fontes. Alguns exemplos não limitantes de safras ou fontes adequadas incluem cana de açúcar, bagaço, cana chinesa, beterraba sacarina, sorgo, sorgo em grão, panicum, cevada, cânhamo, cânhamo de hibisco, batatas, batatas-doces, mandioca, girassol, frutas, melaço, soro de leite ou leite desnatado, milho, forragem, grão, trigo, madeira, papel, palha, algodão, muitos tipos de resíduo de celulose, e outra biomassa. Em certas formas de realização, as safras ou fontes adequadas incluem cana de açúcar, beterraba sacarina e milho.

Em certas formas de realização, a presente invenção inclui uma composição de combustível produzida pelos métodos descritos aqui. Em certas formas de realização, a presente invenção inclui uma composição de combustível produzida pela etapa de preparar pelo menos um composto de isoprenóide da fórmula (Ia), (Ib) ou (Ic) usando um microorganismo e incorporar o composto de isoprenóide na composição de combustível. Métodos de preparar o composto de isoprenóide usando um ou mais microorganismos são descritos abaixo. Em certas formas de realização, a composição de combustível é produzida preparando-se 3-metil-3-buten-1-ol usando um ou mais microorganismos, preparando 3-metil-1-butanol de 3- metil-3-buten-1-ol, e incorporando o 3-metil-1-butanol na composição de combustível. Em outras formas de realização, a composição de combustível é produzida preparando-se 3-metil-2-buten-1-ol usando um ou mais microorganismos, preparando 3-metil-1-butanol de 3-metil-2-buten-1-ol, e incorporando o 3-metil-1-butanol na composição de combustível.

Em outras formas de realização, o composto de isoprenóide é representado pela fórmula (Ia): <formula>formula see original document page 27</formula>

onde Z é como definido acima.

Em uma forma de realização, o composto de isoprenóide da fórmula (Ia) é ou compreende substancialmente 3-metil-l-butanol puro tendo a fórmula (IIa):

<formula>formula see original document page 27</formula>

Em outras formas de realização, o composto de isoprenóide é representado pela fórmula (Ib):

<formula>formula see original document page 27</formula>

onde Z é como definido acima.

Em uma forma de realização, o composto de isoprenóide da fórmula (Ib) é ou compreende substancialmente 3-metil-3-buten-l-ol puro tendo a fórmula (IIb):

<formula>formula see original document page 27</formula>

Em outras formas de realização, o composto de isoprenóide representado pela fórmula (Ic):

<formula>formula see original document page 27</formula>

onde Z é como definido acima.

Em uma forma de realização, o composto de isoprenóide da fórmula (Ic) é ou compreende substancialmente 3-metil-3-buten-l-ol puro tendo a fórmula (IIc):

<formula>formula see original document page 27</formula>

Opcionalmente, a composição de combustível divulgada aqui pode compreender ainda um componente de combustível com base em petróleo tal como gasolina convencional, querosene, combustível diesel ou combustível de jato. Em algumas formas de realização, o combustível com base em petróleo na composição de combustível divulgada aqui é gasolina. Em certas formas de realização, o combustível com base em petróleo na composição de combustível divulgada aqui é um combustível de jato. Em outras formas de realização, o combustível com base em petróleo na composição de combustível divulgada aqui é querosene.

A quantidade do componente de combustível com base em petróleo na composição de combustível divulgada aqui pode ser de 0,1% a 99%, de 1% a 95%, de 2% a 90%, de 3% a 85%, de 5% a 80%, de 5% a 70%, de 5% a 60%, ou de 5% a 50%, com base na quantidade total da composição de combustível. Em certas formas de realização, a quantidade do componente de combustível com base em petróleo é de menos do que 95%, menos do que 90%, menos do que 85%, menos do que 75%, menos do que 70%, menos do que 65%, menos do que 60%, menos do que 55%, menos do que 50%, menos do que 45%, menos do que 40%, menos do que 35%, menos do que 30%, menos do que 25%, menos do que 20%, menos do que 15%, menos do que 10%, menos do que 5%, menos do que 4%, menos do que 3%, menos do que 2%, menos do que 1% ou menos do que 0,5%, com base na quantidade total da composição de combustível. Em algumas formas de realização, a quantidade é em % em peso com base no peso total da composição de combustível. Em outras formas de realização, a quantidade é em % em vol. com base no volume total da composição de combustível. Em certas formas de realização, a composição de combustível é uma composição de combustível gasolina.

Em algumas formas de realização, a composição de combustível compreende pelo menos um composto de isoprenóide da fórmula (Ia), (Ib) ou (Ic) e gasolina. Em algumas formas de realização, a gasolina satisfaz uma ou mais das nove propriedades da gasolina como especificado em ASTM D 4814 para gasolina, que é incorporado aqui por referência. Em geral, a gasolina é uma mistura de hidrocarbonetos cujo ponto de ebulição é abaixo de cerca de 200°C, obtido na destilação fracionária do petróleo. Os constituintes de hidrocarboneto na faixa de ebulição da gasolina são geralmente aqueles que têm 4 a 12 átomos de carbono em sua estrutura molecular. A gasolina pode variar amplamente na composição; mesmo gasolinas com o mesmo número de octanagem podem ser muito diferentes. Por exemplo, destilados de ebulição baixa com altos teores de aromáticos (acima de 20%) podem ser obtidos de alguns óleos brutos. A variação no teor de aromáticos assim como a variação no teor de parafinas normais, parafinas ramificadas, ciclopentanos, e cicloexanos é dependente das características da matéria-prima do petróleo, e influencia o número de octanagem da gasolina.

As diferenças na composição da gasolina podem requerer que, de modo a produzir um produto uniforme, a combinação dos produtos de várias correntes de componente pode ser necessária. As propriedades de cada corrente podem variar consideravelmente, afetando significantemente a gasolina de produto. O processo de combinação é relativamente direto, mas a determinação da quantidade de cada componente para incluir em uma combinação é muito mais difícil.

Volatilidade é uma propriedade importante da gasolina e é uma necessidade para garantir a partida do motor em tempo frio. No inverno, a volatilidade é elevada e o ponto de fulgor é diminuído adicionando-se os butanos e pentanos mais voláteis. Para impedir o bloqueio de vapor em tempo quente, as quantidades dos constituintes mais voláteis são reduzidas para produzir misturas que não vaporizarão nas linhas de combustível.

Em outras formas de realização, a composição de combustível compreende pelo menos um composto de isoprenóide da fórmula (Ia)5 (Ib) ou (Ic) e querosene. Querosene em geral é uma mistura de hidrocarbonetos, tendo um ponto de ebulição de 285°F a 6IO0F (de 140°C a 320°C). Ele pode ser usado como um combustível ou componente de combustível para motores de jato.

Em outras formas de realização, a composição de combustível compreende pelo menos um composto de isoprenóide da fórmula (Ia), (Ib) ou (Ic) e um combustível de jato. Qualquer combustível de jato conhecido aos técnicos habilitados pode ser usado aqui. A American Society for Testing and Materials ("ASTM") e o United Kingdom Ministry of Defense ("MOD") têm tomado os papéis de conduta em ajustar e manter a especificação para combustível de turbina de avião civil ou combustível de jato. As especificações respectivas publicadas por estas duas organizações são muito similares mas não idênticas. Muitos outros países publicam suas próprias especificações nacionais para combustível de jato mas são muito aproximada ou completamente idênticas à especificação de ASTM ou MOD. ASTM D 1655 é a Especificação Padrão para Combustíveis de Turbina de Aviação e inclui as especificações para combustíveis de Jato A, Jato A-I e Jato B. Padrão de Defesa 91-91 é a especificação de MOD para Jato A-1.

O combustível de jato mais comum é um combustível com base em petróleo de querosene/parafina classificado como Jato Al, que é produzido a um conjunto internacionalmente padronizado de especificações. Nos Estados Unidos apenas, uma versão de Jato A-I conhecido como Jato A também é usada. Um outro combustível de jato que é comumente usado na aviação civil é chamado Jato B. Jato B é um combustível mais leve na região de nafta-querosene que é usado para seu desempenho em tempo frio realçado. Jato A, Jato A-Ie Jato B são especificados na Especificação de ASTM D. 1655-68. Alternativamente, combustíveis de jato são classificados por militares por todo o mundo com um sistema diferente de números de JP. Alguns são quase idênticos às suas contrapartes civis e diferem apenas pelas quantidades de alguns aditivos. Por exemplo, Jato A-I é similar a JP-8 e Jato B é similar a JP-4. Alternativamente, combustíveis de jato também podem ser classificados como querosene ou tipo nafta. Alguns exemplos não limitantes de combustíveis de jato tipo querosene incluem Jato A, Jato Al, JP-5 e JP-8. Alguns exemplos não limitantes de combustíveis de jatos tipo nafta incluem Jato B e JP-4.

Jato A é usado nos Estados Unidos embora a maioria do resto do mundo use Jato A-1. Jato A é similar ao Jato-A 1, exceto por seu ponto de congelamento mais alto de -40°C. Uma diferença importante entre Jato A e Jato A-I é o ponto de congelamento máximo. Jato A-I tem uma temperatura de congelamento máximo mais baixa de -47°C enquanto o Jato A tem uma temperatura de congelamento máximo de -40°C. Como o Jato A-1, o Jato A tem um ponto de fulgor razoavelmente alto de 3 80C mínimos, com uma temperatura de autoignição de 210°C.

Em algumas formas de realização, a composição de combustível compreende pelo menos um aditivo de combustível convencional. Alguns exemplos não limitantes de aditivos de combustível incluem oxigenados, antioxidantes, melhoradores de estabilidade térmica, melhoradores de cetano, estabilizadores, melhoradores de fluxo frio, melhoradores de combustão, anti-espumantes, aditivos anti-embaçamento, inibidores de corrosão, melhoradores de lubricidade, inibidores de congelamento, aditivos para limpeza de injetor, supressores de fumaça, aditivos redutores de arrasto, desativadores de metal, dispersantes, detergentes, desemulsificadores, corantes, marcadores, dissipadores estáticos, biocidas e combinações destes.

A quantidade de cada um dos aditivos de combustível convencionais na composição de combustível divulgada aqui pode ser de 0,1% a menos do que 50%, de 0,2% a 40%, de 0,3% a 30%, de 0,4% a 20%, de 0,5% a 15% ou de 0,5% a 10%, com base na quantidade total da composição de combustível. Em certas formas de realização, a quantidade de cada um dos aditivos de combustível convencionais é de menos do que 50%, menos do que 45%, menos do que 40%, menos do que 35%, menos do que 30%, menos do que 25%, menos do que 20%, menos do que 15%, menos do que 10%, menos do que 5%, menos do que 4%, menos do que 3%, menos do que 2%, menos do que 1% ou menos do que 0,5%, com base na quantidade total da composição de combustível. Em algumas formas de realização, a quantidade é em % em peso com base no peso total da composição de combustível. Em outras formas de realização, a quantidade é em % em vol. com base no volume total da composição de combustível.

Alguns aditivos de combustível convencionais foram descritos em "Gasoline: Additives, Emissions, and Performance" by Society of Automotive Engineers, SAE International, 1995 (ISBN: 1560916451), que é incorporado aqui por referência. Além disso, as Patentes U.S. seguintes divulgam vários aditivos de combustível que podem ser utilizados em formas de realização da invenção como aditivos: 6.054.420; 6.051.039; 5.997.593; 5.997.592; 5.993.498; 5.968.211; 5.958.089; 5.931.977; 5.891.203; 5.882.364; 5.880.075; 5.880.072; 5.855.629; 5.853.436; 5.743.922; 5.630.852; 5.529.706; 5.505.867; 5.492.544; 5.490.864; 5.484.462; 5.321.172; e 5.284.492. As divulgações de todas as Patentes U.S. precedentes são incorporadas por referência aqui em sua totalidade.

Qualquer oxigenado que aumenta a % em peso de oxigênio na composição de combustível divulgada aqui pode ser usado. Geralmente, oxigenados são líquidos combustíveis que compreendem carbono, hidrogênio e oxigênio que podem ser categorizados em duas classes de compostos orgânicos, isto é, álcoois e éteres. Alguns exemplos não limitantes de oxigenados adequados incluem etanol, éter metil terciário-butílico (MTBE), éter terciário-amil metílico (TAME), e éter etil terciário-butílico (ETBE).

Qualquer melhorador de lubricidade que aumenta a lubricidade do combustível pode ser usado. Em algumas formas de realização, um ou mais melhoradores de lubricidade são misturados com a composição de combustível divulgada aqui. Tipicamente, a concentração do melhorador de lubricidade no combustível cai na faixa de 1 a 50.000 ppm, preferivelmente cerca de 10 a 20.000 ppm, e mais preferivelmente de 25 a 10.000 ppm. Alguns exemplos não limitantes de melhorador de lubricidade incluem ésteres de ácidos graxos.

Qualquer estabilizador que pode melhorar a estabilidade em armazenamento da composição de combustível divulgada aqui pode ser usado. Alguns exemplos não limitantes de estabilizadores incluem aminas primárias de alquila terciário. O estabilizador pode estar presente na composição de combustível em uma concentração de cerca de 0,001 a 2% em peso, com base no peso total da composição de combustível, e em uma forma de realização de 0,01 a 1% em peso.

Qualquer melhorador de combustão que pode aumentar a taxa de queima de massa da composição de combustível divulgada aqui pode ser usado. Alguns exemplos não limitantes de melhoradores de combustão incluem ferroceno(diciclopentadienil ferro), melhoradores de combustão com base em ferro (por exemplo, TURBOTECT® ER-18 da Turbotect (USA) Inc., Tomball, Texas), melhoradores de combustão com base em bário, melhoradores de combustão com base em cério, e melhoradores de combustão com base em ferro e magnésio (por exemplo, TURBOTECT® 703 da Turbotect (USA) Inc., Tomball, Texas). O melhorador de combustão pode estar presente na composição de combustível em uma concentração de cerca de 0,001 a 1% em peso, com base no peso total da composição de combustível, e em uma forma de realização de 0,01 a 1% em peso.

Em algumas formas de realização, as composições de combustível compreendem um antioxidante. Qualquer antioxidante que pode impedir a formação de deposições de goma em componentes de sistema de combustível causadas por oxidação de combustíveis em armazenamento e/ou inibir a formação de compostos de peróxidos em certas composições de combustível pode ser usado aqui. O antioxidante pode estar presente na composição de combustível em uma concentração de cerca de 0,001 a 5% em peso, com base no peso total da composição de combustível, e em uma forma de realização de 0,01 a 1% em peso.

Em outras formas de realização, as composições de combustível compreendem um dissipador estático. Dissipadores estáticos reduzem os efeitos de eletricidade estática gerada pelo movimento do combustível através de sistemas de transferência de combustível de taxa de fluxo alta. O dissipador estático pode estar presente na composição de combustível em uma concentração de cerca de 0,001 a 5% em peso, com base no peso total da composição de combustível, e em uma forma de realização de 0,01 a 1% em peso.

Em outras formas de realização, as composições de combustível compreendem um inibidor de corrosão. Inibidores de corrosão protegem metais ferrosos em sistemas de manejo de combustível tais como oleodutos, e tanques de armazenamento de combustível, da corrosão. Em circunstâncias onde lubricidade adicional é desejada, inibidores de corrosão que também melhoram as propriedades de lubrificação da composição podem ser usados. O inibidor de corrosão pode estar presente na composição de combustível em uma concentração de cerca de 0,001 a 5% em peso, com base no peso total da composição de combustível, e em uma forma de realização de 0,01 a 1% em peso.

Em certas formas de realização, a composição de combustível compreende um inibidor de congelamento de sistema de combustível (também referido como um aditivo anti-congelamento). Inibidores de congelamento de sistema de combustível reduzem o ponto de congelamento da água precipitada de combustíveis de jato devido ao resfriamento em altitudes elevadas e impedem a formação de cristais de gelo que restringem o fluxo do combustível ao motor. Certos inibidores de congelamento de sistema de combustível também podem agir como um biocida. O inibidor de congelamento de sistema de combustível pode estar presente na composição de combustível em uma concentração de cerca de 0,001 a 5% em peso, com base no peso total da composição de combustível, e em uma forma de realização de 0,01 a 1% em peso.

Em um outro conjunto de formas de realização, as composições de combustível compreendem ainda um biocida. Biocidas são usados para combater o crescimento microbiano na composição de combustível. O biocida pode estar presente na composição de combustível em uma concentração de cerca de 0,001 a 5% em peso, com base no peso total da composição de combustível, e em uma forma de realização de 0,01 a 1% em peso.

Em um outro conjunto de formas de realização, a composição de combustível compreende ainda um desativador de metal. Desativadores de metal suprimem o efeito catalítico de alguns metais, particularmente cobre, que têm na oxidação do combustível. O desativador de metal pode estar presente na composição de combustível em uma concentração de cerca de 0,001 a 5% em peso, com base no peso total da composição de combustível, e em uma forma de realização de 0,01 a 1% em peso.

Em um outro conjunto de formas de realização, a composição de combustível compreende ainda um melhorador de estabilidade térmica. Melhoradores de estabilidade térmica são usados para inibir a formação de depósito nas áreas de temperatura elevada do sistema de combustível de aeronave. O melhorador de estabilidade térmica pode estar presente na composição de combustível em uma concentração de cerca de 0,001 a 5% em peso, com base no peso total da composição de combustível, e em uma forma de realização de 0,01 a 1% em peso.

Métodos para Fabricar os Compostos Inventivos O composto de isoprenóide da fórmula (Ia), (Ib) ou (Ic) pode ser fabricado usando qualquer método conhecido na técnica incluindo métodos biológicos, sínteses químicas (sem o uso de materiais biologicamente derivados) e métodos híbridos onde tanto meios biológicos quanto químicos são usados.

Em algumas formas de realização, um método híbrido é usado. Um material de partida de isoprenóide C5 é fabricado biologicamente que depois é convertido no composto de isoprenóide C5 desejado da fórmula (Ia), (Ib) ou (Ic) usando síntese química.

Célula hospedeira

Um composto de isoprenóide C5 ou material de partida pode ser fabricado por qualquer método conhecido na técnica incluindo métodos biológicos, sínteses químicas, e métodos híbridos. Quando o composto de isoprenóide C5 ou material de partida é fabricado biologicamente, um método é onde uma célula hospedeira que foi modificada para produzir o produto desejado. Como todos os isoprenóides, um composto de isoprenóide C5 ou material de partida é fabricado bioquimicamente através de um intermediário comum, difosfato de isopentenila ("IPP") ou pirofosfato de dimetilalila ("DMAPP").

Qualquer célula hospedeira adequada pode ser usada na prática da presente invenção. Em uma forma de realização, a célula hospedeira é um microorganismo hospedeiro geneticamente modificado em que moléculas de ácido nucleico foram inseridas, suprimidas ou modificadas (isto é, mutadas; por exemplo, por inserção, supressão, substituição, e/ou inversão de nucleotídeos), para produzir o composto de isoprenóide ou material de partida desejados, ou rendimentos aumentados do composto de isoprenóide ou material de partida desejados. Em uma outra forma de realização, a célula hospedeira é capaz de ser cultivada em meio de crescimento líquido.

Exemplos ilustrativos de células hospedeiras adequadas incluem qualquer célula archae, bacteriana, ou eucariótica. Exemplos de uma célula archae incluem, mas não são limitados àqueles que pertencem aos gêneros: Aeropyrum, Archaeglobus, Halobacterium, Methanococcus, Methanobaeterium, Pirocoeeus, Sulfolobus, e Thermoplasma. Exemplos ilustrativos de cepas archae incluem mas não são limitados a: Aeropyrum pernix, Archaeoglobus fulgidus, Methanococcus jannasehii, Methanobaeterium thermoautotrophieum, Pirocoeeus abyssi, Pirococcus horikoshii, Thermoplasma acidophilum, e Thermoplasma volcanium.

Exemplos de uma célula bacteriana incluem, mas não são limitados àqueles que pertencem aos gêneros: Agrobacterium, Aliciclobacillus, Anabaena, Anacystis, Arthrobacter, Azobacter, Bacillus, Brevibacterium, Chromatium, Clostridium, Corynebacterium, Enterobacter, Erwinia, Escheriehia, Lactobacillus, Lactococcus, Mesorhizobium, Metilobacteriumi Microbacterium, Phormidium, Pseudomonas, Rhodobacter, Rhodopseudomonas, Rhodospirillum, Rhodococcusi Salmonella, Scenedesmun, Serratia, Shigella, Staphlococcus, Strepromyces, Synnecoccus, e Zymomonas.

Exemplos ilustrativos de cepas bacterianas incluem mas não são limitados a: Bacillus subtilis, Bacillus amyloliquefacines, Brevibacterium ammoniagenes, Brevibacterium immariophilum, Clostridium beigerinckii, Enterobacter sakazakii, Escheriehia coli, Lactococcus lactis, Mesorhizobium lotii Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas mevalonii, Pseudomonas pudica, Rhodobacter capsulatus, Rhodobacter sphaeroides, Rhodospirillum rubrum, Salmonella enterica, Salmonella typhi, Salmonella typhimurium, Shigella dysenteriae, Shigella flexneri, Shigella sonnei, Staphylococcus aureus, e semelhantes.

Em geral, se uma célula hospedeira bacteriana é usada, uma cepa não patogênica é preferida. Exemplos ilustrativos de cepas não patogênicas incluem mas não são limitados a: Bacillus subtilis, Escheriehia coli, Lactibacillus aeidophilus, Lactobacillus helvetieus, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas mevalonii, Pseudomonas pudita, Rhodobacter sphaeroides, Rodobaeter eapsulatus, Rhodospirillum rubrum, e semelhantes.

Exemplos de células eucarióticas incluem mas não são limitados a células füngicas. Exemplos de célula fungica incluem, mas não são limitados àqueles que pertencem aos gêneros: Aspergillus, Candidai Chrysosporium, Cryotoeoceus, Fusarium, Kluyveromyces, Neotyphodium Neurosporai Penieillium, Piehia, Saccharomyees, e Triehoderma.

Exemplos ilustrativos de cepas eucarióticas incluem mas não são limitadas a: Aspergillus nidulans, Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Candida albieans, Chrysosporium lueknowense, Fusarium graminaarum, Fusarium Venenatumi Kluyveromyces Iaetisi Neurospora crassa, Piehia angusta, Piehia finlandiea, Piehia kodamae, Piehia membranaefaeiens, Piehia metanoliea, Piehia Opuntiaei Piehia pastoris, Piehia pijperi, Piehia quereuum, Piehia Salietariai Piehia thermotolerans, Piehia trehalophila, Piehia stipitis, Streptomyees ambofaeiens, Streptomyees aureofaeiens, Streptomyces aureus, Saccaromyces bayanus, Saccaromyces boulardi, Saccharomyees cerevisiae, Streptomyees fungieidicus, Streptomyees griseoehromogenes, Streptomyees griseus, Streptomyees Iividansi Streptomyees olivogriseus, Streptomyees rameus, Streptomyees tanashiensis, Streptomyees vinaeeus, e Triehoderma reesei.

Em geral, se uma célula eucariótica é usada, uma cepa não patogênica é preferida. Exemplos ilustrativos de cepas não patogênicas incluem mas não são limitados a: Fusarium graminaarum, Fusarium venenatum, Piehia pastoris, Saccaromyees boulardi, e Saccaromyees cerevisiae.

Além disso, certas cepas foram designadas pela Food and Drug Administration como GRAS ou Geralmente Consideradas Como Seguras. Estas cepas incluem: Bacillus subtilis, Lactibacillus aeidophilus, Lactobacillus helvetieus, e Saccharomyces eerevisiae.

Vias de IPP

Existem duas vias biossintéticas conhecidas que sintetizam IPP e seu isômero, pirofosfato de dimetilalila ("DMAPP"). Eucariotas exceto plantas usam a via de isoprenóide dependente de mevalonato ("MEV") exclusivamente para converter a acetil-coenzima A ("acetil-CoA") a IPP, que é subseqüentemente isomerizado a DMAPP. Procariotas, com algumas exceções, usam a via de 5-fosfato de desoxixilulose ("DXP") ou independente de mevalonato para produzir IPP e DMAPP separadamente através de um ponto de ramificação. Em geral, plantas uso tanto as vias MEV quanto DXP para a síntese de IPP.

Via de MEV

Uma representação esquemática da via de MEV é descrita na Figura 1. Em geral, a via compreende seis etapas.

Na primeira etapa, duas moléculas de acetil-coenzima A são enzimaticamente combinadas para formar acetoacetil-CoA. Uma enzima conhecida para catalisar esta etapa é, por exemplo, acetil-CoA tiolase. Exemplos ilustrativos de seqüências de nucleotídeo incluem mas não são limitados aos números de acesso no GenBank seguintes e o organismo do qual as seqüências derivam-se: (NC_000913 REGION: 2324131..2325315; Eseheriehia eoli), (D49362; Paraeoeeus denitrifieans), e (L20428; Saccharomyees eerevisiae).

Na segunda etapa da via de MEV, acetoacetil-CoA é enzimaticamente condensada com uma outra molécula de acetil-CoA para formar 3-hidróxi-3-metilglutaril-CoA (HMG-CoA). Uma enzima conhecida para catalisar esta etapa é, por exemplo, HMG-CoA sintase. Exemplos ilustrativos de seqüências de nucleotídeo incluem mas não são limitados a: (NC 001145. complemento 19061..20536; Saccharomyees eerevisiae), (X96617; Saccharomyees eerevisiae), (X83882; Arabidopsis thaliana), (ΑΒ037907; Kitasatospora griseola), (ΒΤ007302; Homo sapiens), e (NC 002758, Identificação do loco SAV2546, GeneID 1122571; Staphylococcus aureus).

Na terceira etapa, HMG-CoA é enzimaticamente convertida a mevalonato. Uma enzima conhecida para catalisar esta etapa é, por exemplo, HMG-CoA redutase. Exemplos ilustrativos de seqüências de nucleotídeo incluem mas não são limitados a: (NM 206548; Drosophila melanogaster), (NC_002758, Identificação do loco SAV2545, GeneID 1122570; Staphylococcus aureus), (NM_204485; Gallus gallus), (ABO 15627; Streptomyees sp. KO 3988), (AF542543; Nieotiana attenuata), (AB037907; Kitasatospora griseola), (AX128213, fornecendo a seqüência que codifica uma HMGR truncada; Saccharomyces eerevisiae), e (NC_001145: complemento (115734..118898; Saccharomyees eerevisiae).

Na quarta etapa, mevalonato é enzimaticamente fosforilado para formar 5-fosfato de mevalonato. Uma enzima conhecida para catalisar esta etapa é, por exemplo, mevalonato quinase. Exemplos ilustrativos de seqüências de nucleotídeo incluem mas não são limitados a: (L77688; Arabidopsis thaliana), e (X55875; Saccharomyces eerevisiae).

Na quinta etapa, um segundo grupo fosfato é enzimaticamente adicionado a 5-fosfato de mevalonato para formar 5-pirofosfato de mevalonato. Uma enzima conhecida para catalisar esta etapa é, por exemplo, fosfomevalonato quinase. Exemplos ilustrativos de seqüências de nucleotídeo incluem mas não são limitados a: (AF429385; Hevea brasiliensis), (NM_006556; Homo sapiens), e (NC 001145. complemento 712315..713670; Saccharomyees eerevisiae).

Na sexta etapa, 5-pirofosfato de mevalonato é enzimaticamente convertido em IPP. Uma enzima conhecida para catalisar esta etapa é, por exemplo, mevalonato pirofosfato descarboxilase. Exemplos ilustrativos de seqüências de nucleotídeo incluem mas não são limitados a: (Χ97557; Saccharomyces eerevisiae), (AF290095; Enterococcus faeeium), e (U49260; Homo sapiens).

Se IPP deve ser convertido a DMAPP usando a via de mevalonato, então uma sétima etapa é necessária. Uma enzima conhecida para catalisar esta etapa é, por exemplo, IPP isomerase. Exemplos ilustrativos de seqüências de nucleotídeo incluem mas não são limitados a: (NC_000913, 3031087..3031635; Eseheriehia eoli), e (AJF082326; Haematocoeeus pluvialis).

Via de DXP

Uma representação esquemática da via de DXP é descrita na Figura 2. Em geral, a via de DXP compreende sete etapas. Na primeira etapa, piruvato é condensado com 3-fosfato de D-gliceraldeído para fabricar 1- desóxi-D-xilulose-5-fosfato. Uma enzima conhecida para catalisar esta etapa é, por exemplo, l-desóxi-D-xilulose-5-fosfato sintase. Exemplos ilustrativos de seqüências de nucleotídeo incluem mas não são limitados a: (AF035440; Eseheriehia eoli), (NC 002947, identificação do loco PP0527; Pseudomonas putida KT2440), (CP000026, identificação do loco SPA2301; Salmonella enteriea Paratyphi, ver ATCC 9150), (NC_007493, identificação do loco RSP 0254; Rhodobaeter sphaeroides 2.4.1), (NC_005296, identificação do loco RPA0952; Rhodopseudomonas palustris CGA009), (NC_004556, identificação do loco PD1293; Xylella fastidiosa Temeeulal), e (NC_003076, identificação do loco AT5G11380; Arabidopsis thaliana).

Na segunda etapa, l-desóxi-D-xilulose-5-fosfato é convertido a 2C-metil-D-eritritol-4-fosfato. Uma enzima conhecida para catalisar esta etapa é, por exemplo, l-desóxi-Dxilulose-5-fosfato redutoisomerase. Exemplos ilustrativos de seqüências de nucleotídeo incluem mas não são limitados a: (AB013300; Eseheriehia eoli), (AF148852; Arabidopsis thaliana), (NC 002947, identificação do loco PP 1597; Pseudomonas putida KT2440), (AL939124, identificação do loco SC05694; Streptomyees coelicolor A3(2)), (NC_007493, identificação do loco RSP_2709; Rhodobacter sphaeroides 2.4.1), e (NC_007492, identificação do loco Pfl_l 107; Pseudomonas fluorescens PfO-1).

Na terceira etapa, 2C-metil-D-eritritol-4-fosfato é convertido a 4-difosfocitidil-2C-metil-D-eritritol. Uma enzima conhecida para catalisar esta etapa é, por exemplo, 4-difosfocitidil-2C-metil-D-eritritol sintase. Exemplos ilustrativos de seqüências de nucleotídeo incluem mas não são limitados a: (AF230736; Escherichia coli), (NC_007493, identificação do loco RSP_2835; Rhodobaeter sphaeroides 2.4.1), (NC_003071, identificação do loco AT2G02500; Arabidopsis thaliana), e (NC 002947, identificação do loco PPl614; Pseudomonasputida KT2440).

Na quarta etapa, 4-difosfocitidil-2C-metil-D-eritritol é convertido a 4-difosfocitidil-2C-metil-D-eritritol-2-fosfato. Uma enzima conhecida para catalisar esta etapa é, por exemplo, 4-difosfocitidil~2C-metil- D-eritritol quinase. Exemplos ilustrativos de seqüências de nucleotídeo incluem mas não são limitados a: (AF216300; Eseheriehia coli) e (NC_007493, identificação do loco RSP_1779; Rhodobaeter sphaeroides 2.4.1).

Na quinta etapa, 4-difosfocitidil-2C-metil-D-eritritol-2-fosfato é convertido a 2C-metil-D-eritritol 2,4-ciclodifosfato. Uma enzima conhecida para catalisar esta etapa é, por exemplo, 2C-metil-D-eritritol 2,4- ciclodifosfato sintase. Exemplos ilustrativos de seqüências de nucleotídeo incluem mas não são limitados a: (AF230738; Escheriehia coli), (NC 007493, identificação do loco RSP 6071; Rhodobaeter sphaeroides 2.4.1), e (NC_002947, identificação do loco PP1618; Pseudomonas putida KT2440).

Na sexta etapa, 2C-metil-D-eritritol 2,4-ciclodifosfato é convertido a l-hidróxi-2-metil-2-(E)-butenil-4-difosfato. Uma enzima conhecida para catalisar esta etapa é, por exemplo, l-hidróxi-2-metil-2-(E)- butenil-4-difosfato sintase. Exemplos ilustrativos de seqüências de nucleotídeo incluem mas não são limitados a: (AY033515; Escherichia coli), (NC 002947, identificação do loco PP0853; Pseudomonas putida KT2440), e (NC 007493, identificação do loco RSP_2982; Rhodobaeter sphaeroides 2.4.1).

Na sétima etapa, l-hidróxi-2-metil-2-(E)-butenil-4-difosfato é convertido em IPP ou seu isômero, DMAPP. Uma enzima conhecida para catalisar esta etapa é, por exemplo, isopentil/dimetilalil difosfato sintase. Exemplos ilustrativos de seqüências de nucleotídeo incluem mas não são limitados a: (AY062212; Eseheriehia coli) e (NC_002947, identificação do loco PP0606; Pseudomonas putida KT2440).

Em algumas formas de realização, "linha cruzada" (ou interferência) entre os processos metabólicos próprios da célula hospedeira e aqueles processos envolvidos com a produção de IPP como fornecido pela presente invenção é minimizada ou eliminada inteiramente. Por exemplo, a linha cruzada é minimizada ou eliminada inteiramente quando o microorganismo hospedeiro conta exclusivamente com a via de DXP para sintetizar ΓΡΡ, e uma via de MEV é introduzida para fornecer IPP adicional. Um tal organismo hospedeiro não seria equipado para alterar a expressão das enzimas da via de MEV ou processar os intermediários associados com a via de MEV. Organismos que contam exclusiva ou predominantemente com a via de DXP incluem, por exemplo, Eseheriehia coli.

Em algumas formas de realização, a célula hospedeira produz IPP por intermédio da via de MEV, exclusivamente ou em combinação com a via de DXP. Em outras formas de realização, uma via de DXP do hospedeiro é funcionalmente desativada de modo que a célula hospedeira produz IPP exclusivamente através de um via de MEV heterolocamente introduzida. A via de DXP pode ser funcionalmente desativada desativando-se a expressão do gene ou inativando-se a função de uma ou mais das enzimas da via de DXP.

Em algumas formas de realização, a célula hospedeira produz IPP por intermédio da via de DXP, exclusivamente ou em combinação com a via de MEV. Em outras formas de realização, uma via de MEV do hospedeiro é funcionalmente desativada de modo que a célula hospedeira produz IPP exclusivamente através de uma via de DXP heterolocamente introduzida. A via de MEV pode ser funcionalmente desativada desativando-se a expressão do gene ou inativando a função de uma ou mais das enzimas da via de MEV.

Composto de isoprenóide ou Material de partida

IPP ou DMAPP depois é subseqüentemente convertido a vários compostos de isoprenóide C5 ou materiais de partida usando uma ou mais fosfatases como mostrado no Esquema 1 abaixo.

Esquema 1

<formula>formula see original document page 44</formula>

(DMAPP) (Hc)

Como mostrado no Esquema 1 acima, a conversão de IPP ou DMAPP a 3-metil-3-butenl-ol (Composto (IIb), CAS 763-32-6) ou 3-metil-2- buten-l-ol (Composto (IIc), CAS 556-82-1), respectivamente, ocorre por intermédio de remoção do grupo pirofosfato terminal por uma enzima adequada. Alguns exemplos não limitantes de enzimas adequadas para catalisar a conversão de IPP ou DMAPP ao Composto (IIb) ou (IIc) respectivamente incluem alil difosfatases (Comissão de enzima #3.1.7.1), ADP-açúcar pirofosfatases (Comissão de enzima #3.6.1.21), ADP-açúcar fosforilases, nucleosídeo-trifosfato pirofosfatases (Comissão de enzima #3.6.1.19), FAD pirofosfatases (Comissão de enzima #3.6.1.18), monoterpenil pirofosfatases (Comissão de enzima #3.1.7.3), guanosina-3',5'- bis(difosfato)3'difosfatases (Comissão de enzima #3.1.7.2), fosfatases alcalinas (Comissão de enzima #3.1.3.1), fosfatases ácidas (Comissão de enzima #3.1.3.2), ou outras fosfatases classificadas sob comissão de enzima classes 3.6.1, 3.1.7, ou 3.1.3. Genes conhecidos que codificam enzimas que podem catalisar esta conversão incluem, mas não são limitados, aos genes nudF e yhfR de Bacillus subtüis 6051. O produto genético nudF é conhecido funcionar como uma ADP-ribose pirofosfatase ao passo que o produto genético yhfR tem uma seqüência similar a uma fosfoglicerato mutase. Ambos os genes são descritos como produtos de codificação que podem utilizar IPP como um substrato na Publicação de Patente PCT WO 2005/033287, incorporada aqui por referência. As seqüências de nucleotídeo para fragmentos genômicos compreendendo os genes nudF e yhfR. são dadas na SEQ ED NO: 11 e SEQID NO: 12, respectivamente.

Outras enzimas adequadas para catalisar a conversão de IPP e/ou DMAPP ao Composto (IIb) e/ou (IIc) podem ser identificadas introduzindo-se um ácido nucleico que codifica uma enzima candidata em uma célula hospedeira de teste, e triando-se extratos celulares derivados de uma cultura da célula hospedeira de teste quanto à capacidade para converter IPP e/ou DMAPP ao Composto (IIa) e/ou (IIc) in vitro. Em algumas formas de realização, o ácido nucleico é modificado (por exemplo, mutagenizando-se uma célula ou organismo do qual o ácido nucleico de interesse é subseqüentemente isolado, ou por síntese química de um ácido nucleico que compreende alterações de seqüência de nucleotídeo comparadas à seqüência de nucleotídeo de uma enzima conhecida). Em algumas formas de realização, o ácido nucleico é uma pluralidade de ácidos nucleicos exógenos (por exemplo, uma biblioteca de cDNA ou DNA genômico isolada de uma célula procariótica ou eucariótica; uma população de ácidos nucleicos, cada um dos quais codifica um gene candidato com uma seqüência aminoácido diferente, etc.), e os ácidos nucleicos são introduzidos em uma pluralidade de células hospedeiras, formando uma pluralidade de células de teste. Alternativamente, a toxicidade da célula associada com produção de nível elevado de IPP pode ser explorada para identificar enzimas que convertem IPP e/ou DMAPP ao Composto (IIb) e/ou (IIc), como descrito na Publicação de Patente PCT WO 2005/033287.

Conversão química

Os compostos de isoprenóide da fórmula (Ia), (Ib) ou (Ic):

<formula>formula see original document page 46</formula>

em que Z é como definido acima podem ser preparados por qualquer método conhecido na técnica incluindo métodos biológicos ou sínteses químicas (sem o uso de materiais biologicamente derivados) ou uma combinação destes. Em algumas formas de realização, um ou mais dos compostos de isoprenóide C5 ou materiais de partida mencionados acima são isolados de fontes que ocorrem naturalmente que subseqüentemente são convertidas aos compostos de isoprenóide C5 correspondentes como mostrado abaixo.

Sem restrição de sua fonte, cada um dos compostos de isoprenóide C5 ou materiais de partida pode ser quimicamente convertido em um componente de combustível divulgado aqui por qualquer reação de redução conhecida tal como reações de hidrogenação. Em algumas formas de realização, o material de partida de isoprenóide C5 pode ser reduzido por hidrogênio com um catalisador tal como Pd, Pd/C, Pt, PtO2, Ru(PPh3)2Cl2, níquel de Raney e combinações destes. Em uma forma de realização, o catalisador é um Pd catalisador. Em uma outra forma de realização, o catalisador é 5% de Pd/C. Em uma outra forma de realização, o catalisador é 10% de Pd/C em um vaso de reação de alta pressão e a reação é deixada proceder até a conclusão. Geralmente, depois da conclusão, a mistura de reação pode ser lavada, concentrada, e seca para produzir o produto hidrogenado correspondente. Alternativamente, qualquer agente de redução que pode reduzir uma ligação C=C a uma ligação C-C também pode ser usado. Por exemplo, o material de partida de isoprenóide C5 pode ser hidrogenado por tratamento com hidrazina na presença de um catalisador, tal como perclorato de 5-etil-3-metilumiflavínio, sob atmosfera de O2 para fornecer os produtos hidrogenados correspondentes. A reação de redução com hidrazina é divulgada em Imada et ai., J. Am. Chem. Soc., 127, 14544-14545 (2005), que é incorporado aqui por referência.

Em algumas formas de realização, as ligações C=C nos materiais de partida de isoprenóide C5 são reduzidas às ligações C-C correspondentes por hidrogenação na presença de um catalisador e hidrogênio em temperatura ambiente. Em certas formas de realização, 3-metil-3-buten-l- ol (fórmula IIb) ou 3-metil-2-buten-l-ol (fórmula IIb) é reduzido a 3-metil-l- butanol (fórmula lia) por hidrogênio na presença de um catalisador de Pd/C a 10% como mostrado no Esquema 2 abaixo.

Esquema 2

<formula>formula see original document page 47</formula>

O 3-metil-l-butanol (isto é, álcool isoamílico) obtido de acordo com o Esquema 2 acima pode ser desidroxilado para formar o 2- metilbutano ou isopentano correspondente (CAS 78-78-4) por qualquer agente de desidroxilação conhecido que pode desidroxilar um álcool primário ao alcano correspondente. Em algumas formas de realização, o álcool isoamílico pode ser reduzido a isopentano por hidrogenação com um catalisador de níquel-kieselguhr na presença de uma pequena quantidade de tiofeno como mostrado no Esquema 3 abaixo. Esta reação de hidrogenação é descrita em Pines et al., J. Am. Chem. Soc., 77, 5099 (1955), que é incorporado aqui por referência. Em algumas formas de realização, a reação de hidrogenação é realizada em uma temperatura elevada. Em outras formas de realização, a reação de hidrogenação é realizada em uma temperatura de 40°C a 3OO°C em uma autoclave.

Esquema 3

<formula>formula see original document page 48</formula>

Alternativamente, o álcool isoamílico pode ser modificado ainda para produzir os ésteres C5 saturados correspondentes por qualquer agente de esterificação conhecido tais como ácidos carboxílicos, haletos de ácido carboxílico (por exemplo, fluoreto, cloreto, brometo, e iodeto) e anidridos de ácido carboxilíco. As reações de esterificação podem ser realizadas em quaisquer condições de reação reconhecidas por técnicos habilitados. Em algumas formas de realização, o álcool isoamílico é esterificado reagindo-o com o ácido carboxílico desejado na presença de um catalisador ácido ou um básico, ou usando as condições de esterificação de Fischer ou Steglich. Em outras formas de realização, o álcool isoamílico é esterificado reagindo-o com os haletos de ácido carboxílico desejados na presença ou ausência de um catalisador básico tais como os compostos de amina e piridina. Em outras formas de realização, o álcool isoamílico é esterificado por reação com os anidridos de ácido carboxilíco desejados na presença de um catalisador básico tais como os compostos de amina (por exemplo, trietilamina), como representado no Esquema 4 abaixo. A mistura de reação completa pode ser concentrada, lavada, e seca para produzir o éster correspondente. Esquema 4

<formula>formula see original document page 49</formula>

Alternativamente, os ésteres C5 saturados podem ser obtidos do álcool isoamílico e um éster desejado por intermédio de uma reação de trans-esterificação como mostrado no Esquema 5 abaixo. A reação de trans- esterificação pode ser realizada em quaisquer condições de reação reconhecidas por técnicos habilitados. Em algumas formas de realização, a reação de trans-esterificação é catalisada por um catalisador básico tal como álcali (por exemplo, Li, Na, K, Rb e Cs) ou hidróxido alcalino (por exemplo, Mg, Ca, Sr e Ba), carbonato ou acetato, ou uma combinação destes.

Esquema 5

<formula>formula see original document page 49</formula>

Em algumas formas de realização, o álcool isoamílico pode ser modificado ainda para produzir o éter correspondente por qualquer agente alquilante conhecido tal como R-X em que R é alquila e X é um bom grupo de partida tal como grupo halo, sulfonila, sulfato e semelhantes. Alguns exemplos não limitantes do agente alquilante incluem alquil haletos, sulfonatos de alquila e sulfatos de alquila. Em geral, o álcool isoamílico pode ser convertido ao alcóxido correspondente primeiro por uma base e depois o alcóxido C5 subseqüentemente reage com R-X onde X é Cl, Br ou I para formar os éteres correspondentes como mostrado no Esquema 6 abaixo. Em algumas formas de realização, a base pode ser um metal ativo tal como sódio metálico ou um hidreto metálico tal como hidreto de sódio, hidreto de lítio alumínio e boroidreto de sódio. Esquema 6

<formula>formula see original document page 50</formula>

Em algumas formas de realização, o álcool isoamílico pode ser modificado ainda para produzir os sulfatos ou sulfonatos C5 saturados correspondentes por quaisquer agentes de sulfatação ou sulfonação conhecidos tais como X-S(=0)2Y onde Y é H, alquila, O-alquila, cicloalquila, O-ciclalquila, arila, O-arila, alcarila, O-alcarila, arialquila, e O-arialquila; e X é um haleto tal como F, Cl, Br, e I. Alguns exemplos não limitantes de agentes de sulfonação incluem haletos de alquilsulfonila tais como cloreto de metanossulfonila, cloreto de etanossulfonila, e cloreto de 1-propanossulfonila, haletos de cicloalquilsulfonila tais como cloreto de ciclopropanossulfonila, haletos de arilsulfonila tais como cloreto de benzenossulfonila, haletos de arialquilsulfonila tais como cloreto de fenilmetanossulfonila, e combinações destes. Alguns exemplos não limitantes de agentes de sulfatação incluem ácido clorossulfônico, clorossulfonato de alquila tal como clorossulfonato de metila, clorossulfonato de n-butila, e bromossulfonato de 2,2-dimetilpropila, clorossulfonato de arila tal como clorossulfonato de fenila. Todos os agentes sulfonação ou agentes de sulfatação acima mencionados podem ser preparados por métodos conhecidos ou adquiridos de um fornecedor comercial tal como Aldrich, Milwaukee, WI. Opcionalmente, a reação pode ser realizada na presença ou ausência de um catalisador tal como um catalisador básico (por exemplo, aminas tal como trietilamina).

Em certas formas de realização, o álcool isoamílico é sulfatado ou sulfonado por reação com os agentes de sulfonação ou agentes de sulfatação desejados, como representado no Esquema 7 abaixo. Esquema 7

<formula>formula see original document page 51</formula>

X=CljBr oul Y = alquila ou O-alquila

Em algumas formas de realização, o álcool isoamílico pode ser modificado ainda para produzir os fosfatos ou fosfonatos C5 saturados correspondentes por quaisquer agentes de fosfatação ou fosfonação conhecidos tais como X-P(=0)Y Y onde Y é alquila, O-alquila, cicloalquila, O-ciclalquila, arila, O-arila, alcarila, O-alcarila, arialquila, e O-arialquila, Y2 é O-alquila, O-ciclalquila, O-arila, O-alcarila, e O-arialquila, e X é um haleto tal como F, Cl, Br, e I. Alguns exemplos não limitantes de agentes de fosfatação incluem clorofosfato de dialquila tal como clorofosfato de dimetila, clorofosfato de dietila, e clorofosfato de dipentila, clorofosfato de diarila tal como clorofosfato de difenila, e clorofosfato de dialcarila tal como clorofosfato de di-p-tolila. Alguns exemplos não limitantes de agentes de fosfonação incluem clorofosfonato de dialquila tal como clorofosfonato de dimetila, clorofosfonato de dietila, e clorofosfonato de diisopropila. Todos os agentes de fosfatação ou fosfonação acima mencionados podem ser preparados por métodos conhecidos ou adquiridos de um fornecedor comercial tal como Aldrich, Milwaukee, WI. Opcionalmente, a reação pode ser realizada na presença ou ausência de um catalisador tal como um catalisador básico (por exemplo, aminas tal como trietilamina).

Em certas formas de realização, o álcool isoamílico é fosfatado ou fosfonado por reação com os agentes de fosfatação ou fosfonação desejados, como representado no Esquema 8 abaixo. Esquema 8

<formula>formula see original document page 52</formula>

Alternativamente, os materiais de partida de isoprenóide C5, tais como 3-metil-3-buten-l-ol e 3-metil-2-buten-l-ol, podem ser primeiro alquilados, esterificados, sulfatados, fosfatados, sulfonados ou fosfonados como descrito acima e depois subseqüentemente hidrogenados, como representado no Esquema 9 abaixo onde R' é R, C(=0)R, PO(OR)25 SO2-OR5 PO(OR)CR1) ou SO2-OR; R é H ou alquila e R1 é alquila.

Esquema 9

<formula>formula see original document page 52</formula>

Referindo-se ao Esquema 10 abaixo, a esterificação de 3- metil-3-buten-l-ol ou 3-metil-2-buten-l-ol pode ser realizada da mesma maneira como descrito acima. A hidrogenação subseqüente pode ser realizada da mesma maneira como descrito acima. Alternativamente, a hidrogenação subseqüente das ligações duplas pode ser feita seletivamente usando-se qualquer catalisador de hidrogenação que não afetará o grupo -0-C(=0)R. Em algumas formas de realização, o catalisador de hidrogenação é Pd/C usando difenilsulfeto visto que um veneno de catalisador seletivamente reduz funcionalidades de olefína sem hidrogenólise do grupo 0-C(=0)R, como divulgado em Mori et ai, Org. Lett., 8, 3279-3281 (2006), que é incorporado aqui por referência. Em outras formas de realização, poli(etileno glicol) e catalisador de Adams, isto é, PtO2, podem ser usados como um solvente para hidrogenar seletivamente as ligações duplas com hidrogênio em pressão de 1 atmosfera. O uso do catalisador de Adams é divulgado em Chandrasekhar et al., J. Org. Chem., 71, 2196-2199 (2006), que é incorporado aqui por referência.

Esquema 10

<formula>formula see original document page 53</formula>

Em algumas formas de realização, o 3-metil-3-buten-l-ol ou 3- metil-2-buten-l-ol pode ser modificado ainda para produzir o éter correspondente por qualquer agente de alquilação divulgado aqui. Em geral, o 3-metil-3-buten-l-ol ou 3-metil-2-buten-l-ol pode ser convertido ao alcóxido correspondente primeiro por uma base e depois o alcóxido subseqüentemente reage com R-X onde X é Cl, Br ou I para formar os éteres correspondentes como mostrado no Esquema 11 abaixo. Em algumas formas de realização, a base pode ser um metal ativo tal como sódio metálico ou um hidreto metálico tal como hidreto de sódio, hidreto de lítio alumínio e boroidreto de sódio.

Esquema 11

<formula>formula see original document page 53</formula>

Em certas formas de realização, o 3-metil-3-buten-l-ol ou 3- metil-2-buten-l-ol é sulfatado ou sulfonado por reação com os agentes de sulfonação ou agentes de sulfatação desejados, como representado no Esquema 12 abaixo. Esquema 12

<formula>formula see original document page 54</formula>

Em algumas formas de realização, o 3-metil-3-buten-l-ol ou 3- metil-2-buten-l-ol pode ser modificado ainda para produzir os fosfatos ou fosfonatos correspondentes por quaisquer agentes de fosfatação ou fosfonação divulgados aqui, como representado no Esquema 13 abaixo. Opcionalmente, a reação pode ser realizada na presença ou ausência de um catalisador tal como um catalisador básico (por exemplo, aminas tal como trietilamina).

Esquema 13

<formula>formula see original document page 54</formula>

Em algumas formas de realização, os materiais de partida de isoprenóide C5 podem ser convertidos a isopentano em uma etapa por hidrogenação com um catalisador de níquel-kieselguhr na presença de uma pequena quantidade de tiofeno como mostrado no Esquema 14 abaixo. Em algumas formas de realização, a reação de hidrogenação é realizada em uma temperatura elevada. Em outras formas de realização, a reação de hidrogenação é realizada em uma temperatura de 40°C a 300°C em uma autoclave. Esquema 14

A composição de combustível divulgada aqui pode ser usada para acionar qualquer equipamento tal como um gerador de emergência ou motor de combustão interna, que requer um combustível tal como combustíveis de jato ou combustíveis de projétil. Um aspecto da presente invenção fornece um sistema de combustível para fornecer um motor de combustão interna com um combustível em que o sistema de combustível compreende um tanque de combustível contendo a composição de combustível divulgada aqui. Opcionalmente, o sistema de combustível pode compreender ainda um sistema de resfriamento de motor tendo um líquido refrigerante de motor recirculante, uma linha de combustível conectando o tanque de combustível com o motor de combustão interna, e/ou um filtro de combustível arranjado na linha de combustível. Alguns exemplos não limitantes de motores de combustão interna incluem motores recíprocos (por exemplo, motores a gasolina e motores diesel), motores Wankel, motores de jato, alguns motores de foguete e motores de turbina a gás.

Em algumas formas de realização, o tanque de combustível é arranjado com o dito sistema de resfriamento de modo a permitir a transferência de calor do líquido refrigerante de motor recirculante à composição de combustível contida no tanque de combustível. Em outras formas de realização, o sistema de combustível compreende ainda um segundo tanque de combustível contendo um segundo combustível para um motor a gasolina e uma segunda linha de combustível conectando o segundo tanque de combustível com o motor de combustão interna. Opcionalmente, a primeira e segunda linhas de combustível podem ser fornecidas com valores eletromagneticamente operados que podem ser abertos ou fechados independentemente um do outro ou simultaneamente. Em outras formas de realização, o segundo combustível é uma gasolina.

Um outro aspecto da invenção fornece um arranjo de motor compreendendo um motor de combustão interna, um tanque de combustível contendo a composição de combustível divulgada aqui, uma linha de combustível conectando o tanque de combustível com o motor de combustão interna. Opcionalmente, o arranjo de motor pode compreender ainda um filtro de combustível e/ou um sistema de resfriamento de motor compreendendo um líquido refrigerante de motor recirculante. Em algumas formas de realização, o motor de combustão interna é um motor a gasolina. Em outras formas de realização, o motor de combustão interna é um motor de jato.

Quando do uso da composição de combustível divulgada aqui, é desejável remover a matéria particulada que origina-se da composição de combustível antes de injetá-la no motor. Portanto, é desejável selecionar um filtro de combustível adequado para o uso no sistema de combustível divulgado aqui. Agua em combustíveis usados em um motor de combustão interna, mesmo em pequenas quantidades, pode ser muito prejudicial ao motor. Portanto, é desejável que a água presente na composição de combustível possa ser removida antes da injeção no motor. Em algumas formas de realização, água e matéria particulada podem ser removidas pelo uso de um filtro de combustível utilizando uma centrífuga de turbina, em que água e matéria particulada são separadas da composição de combustível até uma extensão que permite a injeção da composição de combustível filtrada no motor, sem risco de dano ao motor. Outros tipos de filtros de combustível que podem remover água e/ou matéria particulada naturalmente também podem ser usados.

Um outro aspecto da invenção fornece um veículo compreendendo um motor de combustão interna, um tanque de combustível contendo a composição de combustível divulgada aqui, uma linha de combustível conectando o tanque de combustível com o motor de combustão interna. Opcionalmente, o veículo pode compreender ainda um filtro de combustível e/ou um sistema de resfriamento de motor compreendendo um líquido refrigerante de motor recirculante. Alguns exemplos não limitantes de veículos incluem carros, motocicletas, trens, navios, e aeronave.

Um outro aspecto da invenção fornece uma instalação para a fabricação de um combustível, componente de combustível bioengenheirado ou aditivo de combustível bioengenheirado da invenção. Em certas formas de realização, a instalação é capaz de fabricação biológica dos materiais de partida C5. Em certas formas de realização, a instalação é ainda capaz de preparar um componente de combustível de isoprenóide do material de partida.

A instalação pode compreender qualquer estrutura útil para preparar o material de partida C5 usando um microorganismo. Em algumas formas de realização, a instalação biológica compreende uma ou mais das células divulgadas aqui. Em algumas formas de realização, a instalação biológica compreende uma cultura celular compreendendo pelo menos um material de partida C5 em uma quantidade de pelo menos cerca de 1% em peso, pelo menos cerca de 5% em peso, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 20% em peso, ou pelo menos cerca de 30% em peso, com base no peso total da cultura celular. Em outras formas de realização, a instalação biológica compreende um fermentador compreendendo uma ou mais células descritas aqui.

Qualquer fermentador que possa fornecer células ou bactérias um ambiente estável e ideal em que elas podem crescer ou reproduzir pode ser usado aqui. Em algumas formas de realização, o fermentador compreende uma cultura compreendendo uma ou mais das células divulgadas aqui. Em outras formas de realização, o fermentador compreende uma cultura celular capaz de fabricar biologicamente IPP. Em outras formas de realização, o fermentador compreende uma cultura celular capaz de fabricar biologicamente DMAPP. Em certas formas de realização, o fermentador compreende uma cultura celular compreendendo pelo menos um material de partida C5 em uma quantidade de pelo menos cerca de 1% em peso, pelo menos cerca de 5% em peso, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 20% em peso, ou pelo menos cerca de 30% em peso, com base no peso total da cultura celular.

A instalação pode compreender ainda qualquer estrutura capaz de fabricar o componente de combustível ou aditivo de combustível do material de partida C5. A estrutura pode compreender um hidrogenador para a hidrogenação dos materiais de partida C5. Qualquer hidrogenador que possa ser usado para reduzir a ligação dupla C=C a ligações únicas C-C sob condições conhecidas aos técnicos habilitados pode ser usado aqui. O hidrogenador pode compreender um catalisador de hidrogenação divulgado aqui. Em algumas formas de realização, a estrutura compreende ainda um misturador, um recipiente e uma mistura dos produtos de hidrogenação da etapa de hidrogenação e um aditivo de combustível convencional no recipiente.

MÉTODOS ADMINISTRATIVOS

Um aspecto da presente invenção diz respeito a um método de negócio compreendendo: (a) obter um biocombustível compreendendo um álcool C5 ou derivado deste realizando-se uma reação de fermentação de um açúcar com uma célula hospedeira recombinante, em que a célula hospedeira recombinante produz o álcool C5 ou derivado deste; e (b) comercializar e/ou vender o dito biocombustível.

Em algumas formas de realização, a invenção fornece um método para competir com fabricantes de combustível com base em petróleo e biocombustível com base em etanol distribuindo-se, vendendo-se ou oferecendo-se para venda os biocombustíveis divulgados aqui com características de desempenho desejáveis. Os biocombustíveis divulgados aqui podem ser mais econômicos do que biocombustíveis com base em etanol correntemente comercializados devido ao rendimento de potencial mais alto de açúcares, aos custos de purificação diminuídos, e/ou à facilidade de transporte. Além disso, os biocombustíveis divulgados aqui podem ser de execução superior do que combustíveis e biocombustíveis com base em etanol correntemente comercializados devido aos números de octanagem potencialmente mais altos e teores de energia aumentados. Além disso, os biocombustíveis divulgados aqui podem ser mais ambientalmente favoráveis do que combustíveis e biocombustíveis com base em etanol correntemente comercializados devido a pressões de vapor mais baixas levando a emissões evaporativas mais baixas.

Em outras formas de realização, a invenção fornece um método para comercializar ou distribuir o biocombustível divulgado aqui a distribuidores, fornecedores, e/ou usuários de um combustível, método este que compreende anunciar e/ou oferecer para venda o biocombustível divulgado aqui. Em outras formas de realização, o biocombustível divulgado aqui pode ter características físicas ou de comercialização melhoradas em relação ao combustível natural ou contraparte de biocombustível contendo etanol.

Em certas formas de realização, a invenção fornece um método para compartilhar ou colaborar com ou licenciar um refinador de óleo de petróleo estabelecido para combinar o biocombustível divulgado aqui e, combustíveis com base em petróleo tais como uma gasolina, combustível de jato, querosene, combustível diesel ou uma combinação destes. Em uma outra forma de realização, a invenção fornece um método para compartilhar ou colaborar com ou licenciar um refinador de óleo de petróleo estabelecido para processar (por exemplo, hidrogenar, hidrocraquear, craquear, purificar mais) os biocombustíveis divulgados aqui, deste modo modificando-os em um tal modo como para conferir propriedades benéficas aos biocombustíveis. O refinador de óleo de petróleo estabelecido pode usar o biocombustível divulgado aqui como uma matéria-prima para outra modificação química, o produto final do qual pode ser usado como um combustível ou um componente de combinação de uma composição de combustível.

Em outras formas de realização, a invenção fornece um método para compartilhar ou colaborar com ou licenciar um produtor de açúcar de um recurso renovável (por exemplo, milho, cana de açúcar, bagaço, ou material lignocelulósico) para utilizar tais fontes de açúcar renováveis para a produção dos biocombustíveis divulgados aqui. Em algumas formas de realização, milho e cana de açúcar, as fontes tradicionais de açúcar, podem ser usadas. Em outras formas de realização, material lignocelulósico barato (resíduo agrícola, forragem de milho, ou safras de biomassa tais como panicum e campim-dos-pampas) pode ser usado como uma fonte de açúcar. O açúcar derivado de tais fontes baratas pode ser alimentado na produção do biocombustível divulgado aqui, de acordo com os métodos da presente invenção.

Em certas formas de realização, a invenção fornece um método para compartilhar ou colaborar com ou licenciar um produtor químico que produz e/ou usa açúcar de um recurso renovável (por exemplo, milho, cana de açúcar, bagaço, ou material lignocelulósico) para utilizar açúcar obtido de um recurso renovável para a produção do biocombustível divulgado aqui.

EXEMPLOS

Os exemplos seguintes são intencionados para propósitos ilustrativos apenas e não limitam de nenhum modo o escopo da presente invenção.

Exemplo 1 Este exemplo descreve métodos para fabricar plasmídeos de expressão que codificam enzimas da via de MEV de Saccharomyces eerevisiae organizados em operons, isto é, os operons MevT66, MevB, MBI5 e MBIS.

O plasmídeo de expressão pAM36-MevT66, compreendendo o operon MevT66, foi gerado inserindo-se o operon MevT66 no vetor pAM36. O operon MevT66 codifica o conjunto de enzimas da via de MEV que juntos transformam a acetil-CoA precursora ubíqua a (R)-mevalonato, isto é, acetoacetil-CoA tiolase, HMG-CoA sintase, e HMG-CoA redutase. O vetor pAM36 foi gerado inserindo-se um cassete de oligonucleotídeo contendo sítios de enzima de restrição AscI-Sfil-AsiSI-XhoI-PacI-FsIl-Pmel no vetor pACYC184 (número de acesso no GenBank X06403), e removendo-se o gene de resistência tet em pACYC184. O operon MevT66 foi sinteticamente gerado usando a SEQ ID NO:l como um padrão. A seqüência de nucleotídeo compreende o gene atoB de Eseheriehia eoli (número de acesso no GenBank NC 000913 REGION: 2324131..2325315) otimizado em códon para a expressão em Eseheriehia eoli (codifica uma acetoacetil-CoA tiolase), o gene ERG13 de Saccharomyees eerevisiae (número de acesso no GenBank X96617, REGION: 220.. 1695) otimizado em códon para a expressão em Eseheriehia eoli (codifica uma HMG-CoA sintase), e um versão trancada do gene HGMl de Saccharomyces eerevisiae (número de acesso no GenBank M22002, REGION: 1777..3285) otimizado em códon para a expressão em Eseheriehia eoli (codifica uma HMG-CoA redutase trancada). O operon sinteticamente gerado MevT66 foi flanqueado por um sítio de enzima de restrição 5' EeoRI e um 3' Hind III, e assim pode ser clonado em sítios de enzima de restrição compatíveis de um vetor de clonagem tal como um vetor de origem pUC ou pACYC padrão. O operon MevT66 foi amplificado em PCR com sítios de enzima de restrição SfiI e AsiSI de flanqueamento, o fragmento de DNA amplificado foi digerido até a conclusão usando enzimas de restrição SfiI e AsiSI, a mistura de reação foi resolvida por eletroforese de gel, o fragmento de DNA de aproximadamente 4,2kb foi extraído, e o fragmento de DNA isolado foi inserido nos sítios de enzima de restrição SfiI e AsiSI do vetor pAM36, produzindo o plasmídeo de expressão pAM36- MevT66.

O plasmídeo de expressão pAM25, também compreendendo o operon MevT66, foi gerado inserindo-se o operon MevT66 no vetor pAM29. O vetor pAM29 foi criado montando-se a origem de pl5A de replicação e gene de resistência kan de pZS24-MCSl (Lutz e Bujard Nucl Acids Res. 25:1203-1210 (1997)) com um promotor de Iac UV5 gerado em oligonucleotídeo. A construção de síntese de DNA compreendendo o operon MevT66 (ver acima) foi digerida até a conclusão usando enzimas de restrição EcoRI e Hind III, a mistura de reação foi resolvida por eletroforese de gel, o fragmento de DNA de 4,2kb foi extraído usando um kit de purificação de gel Qiagen (Valencia, CA), e o fragmento de operon MevT66 isolado foi inserido nos sítios de enzima de restrição EcoRI e HindIII de pAM29, produzindo o plasmídeo de expressão pAM25.

O plasmídeo de expressão pMevB-Cm, compreendendo o operon MevB, foi gerado inserindo-se o operon MevB no vetor pBBRlMCS- l.O operon MevB codifica o conjunto de enzimas que juntas convertem (R)- mevalonato a IPP, isto é, mevalonato quinase, fosfomevalonato quinase, e mevalonato pirofosfato carboxilase. O operon MevB foi gerado por amplificação em PCR de DNA genômico de Saccharomyees eerevisiae do gene ERGI2 (número de acesso no GenBank X55875, REGION: 580.. 1911) (codifica uma mevalonato quinase), o gene ERG8 (número de acesso no GenBank Z49939, REGION: 3363..4718) (codifica uma fosfomevalonato quinase), e o gene MVDI (número de acesso no GenBank X97557, REGION: 544.. 1734) (codifica uma mevalonato pirofosfato carboxilase), e unindo-se os genes juntos usando extensões de sobreposição (SOEing). Escolhendo-se as seqüências de iniciador apropriadas, os códons de parada de ERG12 e ERG8 foram mudados de TAA para TAG durante a amplificação para introduzir sítios de ligação de ribossomo no operon MevB. Depois da adição de projeções 3' A, o operon MevB foi ligado no vetor de clonagem de TA pCR4 (Invitrogen, Carlsbad, CA). O operon MevB foi excisado digerindo-se a construção de clonagem até a conclusão usando a enzima de restrição PstI, resolvendo a mistura de reação por eletroforese de gel, e extraindo o fragmento de DNA de 4,2kb. O fragmento de operon MevB isolado foi ligado no sítio da enzima de restrição PstI do vetor pBBRlMCS-I (Kooach et ai., Gene 166(1): 175-176 (1995)), produzindo o plasmídeo de expressão pMevB- Cm.

O plasmídeo de expressão pMBI, compreendendo o operon MBI, foi gerado inserindo-se o operon MBI no vetor pBBRlMCS-3. O operon MBI codifica as mesmas enzimas como o operon MevB, assim como uma isopentenil pirofosfatase isomerase que catalisa a conversão de EPP a DMAPP. O operon MBI foi gerado por amplificação em PCR do gene idi (número de acesso no GenBank AFl 19715) do DNA genômico de Escherichia eoli usando iniciadores que continham um sítio de enzima de restrição XmaI em suas extremidades 5', digerindo o fragmento de DNA amplificado até a conclusão usando a enzima de restrição XmaI, resolvendo a mistura de reação por eletroforese de gel, extraindo o fragmento de 0,5kb, e ligando o fragmento de DNA isolado no sítio de enzima de restrição XmaI do plasmídeo de expressão pMevB-Cm, deste modo colocando idi na extremidade 3' do operon MevB e produzindo o operon MBI. O operon MBI foi subclonado nos sítios de enzima de restrição SalI e SaeI do vetor pBBRl- MCS-3, produzindo o plasmídeo de expressão pMBI.

O plasmídeo de expressão pMBIS, compreendendo o operon MBIS, foi gerado inserindo-se o gene ispA em pMBI. O gene ispA codifica uma farnesil pirofosfato sintase que catalisa a conversão de IPP para DMAPP. O gene ispA (número de acesso no GenBank D00694, REGION: 484..1383) foi amplificado em PCR de DNA genômico de Escherichia coli usando um iniciador dianteiro com um sítio de enzima de restrição SaeII e um iniciador reverso com um sítio de enzima de restrição Saci. O produto de PCR amplificado foi digerido até a conclusão com enzimas de restrição SaeII e Saci, a mistura de reação foi resolvida por eletroforese de gel, e o fragmento de 0,9kb foi extraído. O fragmento de DNA isolado foi ligado nos sítios de enzima de restrição SacII e SacI de pMBI, deste modo colocando o gene ispA 3' de idi e o operon MevB5 e produzindo o plasmídeo de expressão pMBIS.

O plasmídeo de expressão pAM45, compreendendo tanto o operon MevT66 quanto o operon MBIS, foi gerado inserindo-se o operon MBIS em pAM36-MevT66 e adicionando-se promotores de lacUV5 na frente de cada operon. O operon MBIS foi amplificado em PCR de pMBIS usando iniciadores compreendendo um sítio de enzima de restrição 5' XhoI e um 3' Pad. O produto de PCR amplificado foi digerido até a conclusão usando enzimas de restrição XhoI e PacI, a mistura de reação foi resolvida por eletroforese de gel, o fragmento de DNA de 5,4kb foi extraído, e o fragmento de DNA isolado foi ligado nos sítios de enzima de restrição XhoI e PacI de pAM36-MevT66, produzindo o plasmídeo pAM43. Uma seqüência de nucleotídeo que codifica o promotor de IaeUVS depois foi sintetizada de oligonucleotídeos, e sub-clonada nos sítios de enzima de restrição AseI SfiI e AsiSIXhoI de pAM43, produzindo o plasmídeo de expressão pAM45.

Exemplo 2

Este exemplo descreve métodos para fabricar vetores de expressão que codificam enzimas da via de MEV de Staphylocoeeus aureus.

O plasmídeo de expressão pAM41 foi derivado de plasmídeo de expressão pAM25 substituindo-se a seqüência de nucleotídeo HGMl com o gene mvaA. O gene mvaA codifica a HMG-CoA redutase de Staphylocoeeus aureus. O gene mvaA (número de acesso no GenBank BAOOOO17, REGION: 2688925-2687648) foi amplificado em PCR de DNA genômico de Staphyloccoccus aureus subsp. aureus (ATCC 70069) usando iniciadores 4- 49 mvaA SpeI (SEQ ID NO:2) e 4-49 mvaAR XbaI (SEQ ID NO:3), e o fragmento de DNA amplificado foi digerido até a conclusão usando a enzima de restrição SpeI, a mistura de reação foi resolvida por eletroforese de gel, e o fragmento de DNA de aproximadamente l,3kb foi extraído. A seqüência de nucleotídeo HMGl foi removida de pAM25 digerindo-se o plasmídeo até a conclusão com a enzima de restrição HindIII. As projeções terminais do fragmento de DNA linear resultante foram abrandadas usando T4 DNA polimerase. O fragmento de DNA depois foi parcialmente digerido usando a enzima de restrição SpeI, a mistura de reação foi resolvida por eletroforese de gel, e o fragmento de DNA de 4,8kb foi extraído. O fragmento de DNA isolado foi ligado com o produto de PCR mvaA digerido por SpeI, produzindo o plasmídeo de expressão pAM41.

O plasmídeo de expressão pAM52 foi derivado de plasmídeo de expressão pAM41 substituindo-se a seqüência de nucleotídeo ERG13 com o gene mvaS. O gene mvaS codifica a HMG-CoA sintase de Staphylocoeeus aureus. O gene mvaS (número de acesso no GenBank BAOOOO17, REGION: 2689180..2690346) foi amplificado em PCR do DNA genômico de Staphyloccoccus aureus subsp. aureus (ATCC 70069) usando iniciadores HMGS 5' Sa mvaS-S (SEQ ID NO:4) e HMGS 3' Sa mvaS-AS (SEQ ID NO:5), e o fragmento de DNA amplificado foi usado como um Iniciador de PCR para substituir o gene HMGl em pAM41 de acordo com o método de Geiser et al. BioTechiiiques 31:88-92 (2001), produzindo o plasmídeo de expressão pAM52.

O plasmídeo de expressão pAM97 foi derivado de plasmídeo de expressão pAM45 substituindo-se o operon MevT66 com o operon (atoB(opt):mvaA:mvaS) do plasmídeo de expressão pAM52. O plasmídeo de expressão pAM45 foi digerido até a conclusão usando enzimas de restrição AsiSI e SfiI, a mistura de reação foi resolvida por eletroforese de gel, e o fragmento de DNA de 8,3kb carecendo do operon MevT66 foi extraído. O operon (atoB(opt):mvaA:mvaS) de pAM52 foi amplificado em PCR usando iniciadores 19-25 atoB Sf I-S (SEQ ID NO:6) e 19-25 mvaA-AsiSI-AS (SEQ ID NO:7), o produto de PCR foi digerido até a conclusão usando enzimas de restrição SfiI e AsiSI, a mistura de reação foi resolvida por eletroforese de gel, e o fragmento de DNA de 3,7kb foi extraído. O fragmento de DNA isolado foi ligado nos sítios de enzima de restrição AsiSI e SfiI do plasmídeo de expressão pAM45, produzindo o plasmídeo de expressão pAM97.

O plasmídeo de expressão pAM97-MBI foi derivado do plasmídeo de expressão pAM97 e pAM45 substituindo-se o operon MBIS de pAM97 com o operon MBI de pAM45. O operon MBI foi amplificado em PCR de pAM45 usando iniciadores 9-70C (SEQ ED NO:8) e 26-39B (SEQ ID NO:9), a mistura de reação foi resolvida por eletroforese de gel, o fragmento de DNA de 4,5kb foi extraído, e o fragmento de DNA isolado foi digerido até a conclusão usando enzimas de restrição SacI e XhoI. O plasmídeo de expressão pAM97 foi digerido até a conclusão usando enzimas de restrição SacI e XhoI, a mistura de reação foi resolvida por eletroforese de gel, o fragmento de 7,6kb foi extraído, e o fragmento de DNA isolado foi ligado com o produto de PCR de operon MBI, produzindo o plasmídeo de expressão pAM97-MBI.

O plasmídeo de expressão pAM97-MevB foi derivado de plasmídeo de expressão pAM97 e pAM45 substituindo-se o operon MBIS de pAM97 com o operon MevB de pAM45. O operon MevB foi amplificado em PCR de pAM45 usando os iniciadores 9-70C (SEQ ID NO:8) e 26-39A (SEQ ID NO: 10), a mistura de reação foi resolvida por eletroforese de gel, o fragmento de DNA de 3,9kb foi extraído, e o fragmento de DNA isolado foi digerido até a conclusão usando enzimas de restrição SacI e XhoI. O plasmídeo de expressão pAM97 foi digerido até a conclusão usando enzimas de restrição SacI e XhoI, a mistura de reação foi resolvida por eletroforese de gel, o fragmento de 7,6kb foi extraído, e o Jfragmento de DNA isolado foi ligado com o produto de PCR de operon MevB, produzindo o plasmídeo de expressão pAM97-MevB.

Exemplo 3

Este exemplo descreve a geração de cepas hospedeiras de Escherichia coli para a produção de 3-metil-but-3-en-l-ol e 3-metil-but-2-en- 1-ol. A cepa hospedeira B286 foi criada transformando-se células DHl de Eseheriehia coli quimicamente competentes com plasmídeos de expressão pAM97-MevB e pC9. A cepa hospedeira B287 foi criada transformando-se células DHl de Eseheriehia coli quimicamente competentes com plasmídeos de expressão pAM97-MevB e pnudF-H. A cepa hospedeira B288 foi criada transformando-se células DHl de Eseherichia coli quimicamente competentes com plasmídeos de expressão pAM97-MevB e pyhfR. A cepa hospedeira B291 foi criada transformando-se células DHl de Escherichia coli quimicamente competentes com plasmídeos de expressão pAM97-MBI e pyhfR.

O plasmídeo de expressão pC9 foi gerado inserindo-se um fragmento de DNA genômico de Bacillus subtilis 6051 compreendendo a seqüência de codificação do gene nudF e seqüências genômicas a montante (SEQ ID NO:l 1) no vetor pTrc99A (número de acesso no GenBank H22744).

O plasmídeo de expressão pNudF-H foi gerado inserindo-se a seqüência de codificação do gene nudF de Bacillus subtilis 6051 no vetor pTrc99A. O plasmídeo de expressão pyhfR foi gerado inserindo-se a seqüência de codificação do genQyhfR de Bacillus subtilis 6051 (SEQ ID NO: 12) no vetor pTrc99A.

Transformantes de célula hospedeira foram selecionados nos meios Luria-Bertoni (LB) contendo lOOug/mL de carbenicilina e 34ug/mL de cloranfenicol. Colônias únicas foram transferidas da placa de ágar LB a tubos de cultura contendo 5 mL de meio líquido LB e antibióticos como detalhado acima. As culturas foram incubadas por agitação a 37°C até que o crescimento atingisse a fase estacionária. As células foram armazenadas a - 80°C em criofrascos em alíquotas congeladas de ImL compostas de 400uL de glicerol a 50% e 600uL de cultura líquida.

Exemplo 4

Este exemplo descreve a produção de 3-metil-but-3-en-l-ol e 3-metilbut-2-en-l-ol em uma cepa hospedeira de Escherichia coli do Exemplo 3.

Para cada uma das três cepas, um estoque de trabalho congelado foi riscado em uma placa de ágar LB contendo lOOug/mL de carbenicilina e 34ug/mL de cloranfenicol. Para cada cepa, três colônias independentes foram selecionadas, e cada colônia foi usada para inocular um tubo de cultura contendo 7mL de broto LB com antibióticos. As culturas foram cultivadas durante a noite por agitação a 37°C em um agitador rotativo a 250rpm. Em um ODg0O de 0,2 as culturas foram transferidas em um frasco de 25OmL contendo 40 ml de M9-Mops, 2% de glicose, 0,5% de extrato de levedura, e antibióticos como detalhado acima. As culturas foram cultivadas por agitação a 30°C e 250rpm durante 72 horas. Quando as culturas atingiram um OD60O de 0,35 a 0,45, elas foram induzidas com 0,25mM de IPTG. Duas vezes por dia, o OD60O de cada cultura foi medido, e uma amostra de 700uL foi removida. A 3OOuL de cada amostra removida, 600uL de acetato de etila foram adicionados, e a amostra foi turbilhonada durante 15 minutos. 400uL da fase de acetato de etila superior foram transferidos a um frasco de vidro limpo para a análise por cromatografia gasosa-espectrometria de massa.

As amostras foram analisadas em uma cromatografia gasosa/espectrômetro de massa (GC/MS) Hewlett-Packard 6890. Uma amostra de IuL foi separada na GC usando uma coluna DB-5 (Agilent Technologies, Inc., Palo Alto, CA) e gás carregador hélio. O ciclo de estufa para cada amostra foi de 60°C durante 3 minutos, aumentando a temperatura a 60°C/minuto para uma temperatura de 300°C, e uma retenção a 300°C durante 2 minutos. O tempo de rodada total foi de 9 minutos. As amostras resolvidas foram analisadas por um detector seletivo de massa Hewlett- Packard modelo 5973. Espectros de massa anteriores demonstraram que 3- metil-3-buten-1-ol e 3-metil-2-buten-l-ol têm um tempo de retenção de 2,067 minutos usando este protocolo de GC. Para focar a detecção em 3-metil-3- buten-l-ol e 3-metil-2-buten-l-ol, um método de monitoramento de íon seletivo foi utilizado que monitora apenas íons 56 e 68 em 3-metil-3-buten-l- ol e 3-metil-2-buten-l-ol.

A Figura 3 mostra níveis de produção relativos de 3-metil-3- buten-l-ol ou 3-metil-2-buten-l-ol por cepas DHl (controle não transformado), B286, B287, e B291.

O 3-metil-3-buten-l-ol e álcool isoamílico foram combinados respectivamente com um estoque de combinação de gasolina reformulada da Califórnia para combinação com oxigênio (CARBOB) para formar várias misturas tendo um teor de oxigênio de 2% em peso, 2,7% em peso ou 3,5% em peso. Similarmente, 1-butanol, etanol, éter metil terciário-butílico (MTBE) e éter etil terciário-butílico (ETBE) também são combinados respectivamente com CARBOB para formar várias misturas tendo um teor de oxigênio de 2% em peso, 2,7% em peso ou 3,5% em peso. Os valores de densidade API, números de octanagem de pesquisa, números de octanagem do motor, índices anti-detonantes, dados de pressão de vapor, calores líquidos de combustão, dados de tolerância à água, e razão de vapor-líquido das misturas foram testados. Os resultados de teste são mostrados nas Figuras 4 a 25.

A composição de combustível divulgada aqui pode ser produzida em uma maneira eficaz de custo e ambientalmente favorável.

Vantajosamente, os compostos de isoprenóide fornecidos aqui podem ser produzidos por um ou mais microorganismos. Estes compostos de isoprenóide podem fornecer assim uma fonte renovável de energia como um substituto no lugar de combustível com base em petróleo tal como gasolina. Além disso, estes compostos de isoprenóide podem diminuir a dependência de fontes não renováveis de combustível, componentes de combustível e/ou aditivos de combustível. Em certas formas de realização, a presente invenção inclui uma composição de combustível compreendendo um 3-metil-l-butanol bioengenheirado.

Como demonstrado acima, formas de realização da invenção fornecem várias composições de combustível que são particularmente úteis como combustíveis de jato ou combustíveis de projétil. Embora a invenção fosse descrita com respeito a um número limitado de formas de realização, as características específicas de uma forma de realização não devem ser atribuídas a outras formas de realização da invenção. Nenhuma forma de realização única é representativa de todos os aspectos da invenção. Em algumas formas de realização, as composições ou métodos podem incluir numerosos compostos ou etapas não mencionados aqui. Em outras formas de realização, as composições ou métodos não incluem, ou são substancialmente isentos de, quaisquer compostos ou etapas não enumerados aqui. Variações e modificações das formas de realização descritas existem. Por exemplo, as composições de combustível de jato divulgadas aqui não precisam compreender 3-metil-l-butanol, 2-metilbutano ou uma combinação destes. Ela pode compreender qualquer tipo de hidrocarbonetos geralmente adequados para aplicações de combustível de jato. Deve ser observado que a aplicação das composições de combustível divulgadas aqui não é limitada a motores a gasolina; elas podem ser usadas em qualquer equipamento que requer gasolina. Embora existam especificações para a maioria das composições de gasolina, nem todas as composições de gasolina divulgadas aqui precisam satisfazer todos os requerimentos nas especificações. É observado que os métodos para fabricar e usar as composições de combustível divulgadas aqui são descritos com referência a várias etapas. Estas etapas podem ser praticadas em qualquer seqüência. Uma ou mais etapas podem ser omitidas ou combinadas mas ainda obtêm substancialmente os mesmos resultados. As reivindicações anexas pretendem abranger todas as tais variações e modificações como caindo dentro do escopo da invenção.

Todas as publicações e pedidos de patente mencionados neste relatório descritivo são aqui incorporados por referência à mesma extensão como se cada publicação ou pedido de patente individuais fossem específica e individualmente indicados para serem incorporados por referência. Embora a invenção precedente fosse descrita em algum detalhe por via de ilustração e exemplo para propósitos de clareza de entendimento, ela estará prontamente evidente àqueles de habilidade comum na técnica à luz dos ensinamentos desta invenção que certas mudanças e modificações podem ser feitas à esta sem divergir do espírito ou escopo das reivindicações anexas. LISTAGEM DE SEQÜÊNCIA

SEQ ID NO: 1

MevT66 operon

GAATTCAAAGGAGGAAAATAAAATGAAGAACTGTGTGATTGTTTCTGCGGTCCGCACG

GCGATCGGCAGCTTTAAÇGGCTCTTTAGCGAGCACCTCTGCAATCGATCTGGGTGCGAC

GGTCATTAAGGCCGCCATTGAACGCGCCAAAATCGACAGCCAGCACGTTGATGAGGTG

ATCATGGGCAATGTGTTACAAGCCGGCCTGGGTCAAAACCCAGCGCGTCAAGCACTGT

TAAAATCTGGTCTGGCCGAGACCGTGTGTGGCTTCACCGTCAATAAGGTTTGCGGCTCT

GGCCTGAAGAGCGTGGCCCTGGCAGCACAAGCGATTCÃAGCCGGTCAGGCACAAAGCA

TCGTTGCGGGTGGCATGGAGAACATGTCTCTGGCGCCGT ACTT ATTAGATGCC AAAGCC

CGCAGCGGTTATCGCCTGGGCGATGGTCAGGTGTACGACGTCATCTTACGCGATGGCTT

AATGTGCGCGACCCACGGTTACCACATGGGTATTACGGCCGAAAACGTGGCGAAAGAA

TACGGCATTACGCGCGAGATGCAGGATGAATTAGCACTGCACTCTCAGCGCAAAGCAG

CAGCCGCGATCGAGTCTGGTGCGTTTACGGCGGAAATCGTGCCAGTTAACGTGGTCACG

CGCAAGAAGACGTTCGTTTTCAGCCAGGACGAGTTCCCGAAGGCAAACAGCA CCGCGG

AGGCCTTAGGTGCCTTACGCCCAGCCTTTGACAAAGCGGGCACGGTCACCGCCGGTAAT

GCGAGCGGCATCAATGATGGTGCAGCGGCACTGGTCATCATGGAAGAGAGCGCCGCAT

TAGCAGCGGGTCTGACCCCATTAGCGCGCATTAAATCTTATGCCAGCGGCGGCGTCCCA

CCAGCCCTGATGGGCATGGGTCCGGTCCCAGCCACGCAAAAAGCCCTGCAATTAGCGG

GCCTGCAACTGGCCGACATTGATCTGATCGAGGCGAACGAGGCGTTTGCAGCGCAGTT

CCTGGCGGTGGGTAAGAATCTGGGCTTCGACAGCGAGAAAGTCAATGTGAACGGTGGC

GCGATTGCGTTAGGCCATCCGATTGGTGCAAGCGGCGCACGCATCTTAGTGACGTTACT

GCACGCCATGCAGGCACGCGACAAGACCTTAGGCCTGGCGACCTTATGTATTGGTGGC

GGTCAAGGTATCGCCATGGTGATCGAACGCCTGAACTGAAGATCTAGGAGGAAAGCAA

AATGAAACTGAGCACCAAGCTGTGCTGGTGTGGCATCAAGGGTCGCCTGCGCCCACAA

AAGCAGCAACAGCTGCACAACACGAACCTGCAAATGACCGAGCTGAAAAAGCAGAAG

ACGGCCGAGCAAAAGACCCGCCCGCAGAACGTTGGCATCAAGGGCATCCAGATTTATA

TCCCGACGCAGTGTGTCAACCAATCTGAGCTGGAGAAATTCGATGGCGTCAGCCAGGG

TAAGT ACACCATCGGCCTGGGCCAGACCAACATGAGCTTCGTGAACGACCGTGAGGAC

ATCTATTCTATGAGCCTGACGGTGCTGTCTAAGCTGATCAAGAGCTACAACATCGACAC

GAATAAGATCGGTCGTCTGGAGGTGGGTACGGAGACGCTGATTGACAAGAGCAAAAGC

GTGAAGTCTGTCTTAATGCAGCTGTTCGGCGAGAACACGGATGTCGAGGGTATCGACA

CCCTGAACGCGTGTTACGGCGGCACCAACGCACTGTTCAATAGCCTGAACTGGATTGAG

AGCAACGCCTGGGATGGCCGCGATGCGATCGTCGTGTGCGGCGATATCGCCATCTATG

ACAAGGGTGCGGCACGTCCGACCGGCGGTGCAGGCACCGTTGCGATGTGGATTGGCCC

GGACGCACCAATTGTCTTCGATTCTGTCCGCGCGTCTTACATGGAGCACGCCT ACGACT TTTACAAGCCGGACTTCACGAGCGAATACCCGTACGTGGACGGCCACTTCTCTCTGACC

TGCTATGTGAAGGCGCTGGACCAGGTTTATAAGTCTTATAGCAAAAAGGCGATTTCTAA

GGGCCTGGTCAGCGACCCGGCAGGCAGCGACGCCCTGAACGTGCTGAAGTATTTCGAC

TACAACGTGTTCCATGTCCCGACCTGCAAATTAGTGACCAAATCTTATGGCCGCCTGTT

ATATAATGATTTCCGTGCCAACCCGCAGCTGTTCCCGGAGGTTGACGCCGAGCTGGCGA

CGCGTGATTACGACGAGAGCCTGACCGACAAGAACATCGAGAAGACCTTCGTCAACGT

CGCGAAGCCGTTCCACAAAGAGCGTGTGGCCCAAAGCCTGATCGTCCCGACCAACACG

GGCAACATGTATACCGCGTCTGTCTACGCGGCATTCGCGAGCCTGCTGAATTACGTCGG

TTCTGACGACCTGCAGGGCAAGCGCGTTGGCCTGTTCAGCTACGGTAGCGGCTTAGCGG

CCAGCCTGTATAGCTGCAAAATTGTCGGCGACGTCCAGCACATCATCAAGGAGCTGGA

CATCACCAACAAGCTGGÇGAAGCGCATCACCGAGACGCCGAAAGATTACGAGGCAGCG

ATCGAGTTACGCGAGAATGCGCATCTGAAGAAGAACTTCAAGCCGCAAGGTAGCATCG

AGCACCTGCAGAGCGGCGTCTACTACCTGACGAACATTGACGACAAGTTCCGCCGTTCT

TATGACGTCAAAAAGTAACTAGTAGGAGGAAAACATCATGGTGCTGACGAACAAAACC

GTCATTAGCGGCAGCAAGGTGAAGTCTCTGAGCAGCGCCCAAAGCTCTAGCAGCGGCC

CGTCTAGCAGCAGCGAGGAGGACGACAGCCGTGACATTGAGTCTCTGGACAAGAAGAT

CCGCCCGCTGGAGGAGTTAGAGGCCCTGCTGAGCAGCGGCAACACCAAGCAGCTGAAG

AACAAGGAAGTTGCAGCGCTGGTGATCCACGGTAAGCTGCCACTGTATGCGCTGGAAA

AGAAACTGGGCGATACGACGCGTGCGGTCGCGGTGCGTCGCAAAGCCTTAAGCATCTT

AGCGGAGGCCCCGGTGTTAGCCAGCGACCGCCTGCCGTACAAGAACTACGACTACGAC

CGCGTGTTTGGCGCGTGCTGCGAGAATGTCATTGGCTACATGCCGTTACCGGTTGGTGT

GATCGGCCCGCTGGTCATTGATGGCACGAGCTATCACATTCCAATGGCGACCACGGAA

GGTTGCTTAGTCGCCAGCGCCATGCGTGGCTGTAAGGCGATTAACGCCGGCGGTGGCG

CGACGACCGTGTTAACCAAGGATGGTATGACGCGCGGTCCGGTCGTCCGCTTCCCAACG

CTGAAGCGCAGCGGCGCGTGTAAGATTTGGCTGGATTCTGAGGAGGGCCAAAACGCGA

TCAAGAAAGCCTTCAACTCTACGAGCCGTTTCGCGCGTTTACAGCATATCCAGACCTGC

CTGGCCGGCGACCTGCTGTTCATGCGCTTCCGCACCACCACGGGCGATGCGATGGGCAT

GAACATGATCAGCAAGGGCGTCGAATATAGCCTGAAACAAATGGTGGAAGAATATGGC

TGGGAGGACATGGAGGTTGTCTCTGTGAGCGGCAACTATTGCACCGACAAGAAGCCGG

CAGCCATTAACTGGATTGAGGGTCGCGGCAAAAGCGTCGTGGCAGAAGCGACCATCCC

AGGCGACGTGGTCCGTAAGGTTCTGAAGAGCGACGTCAGCGCCCTGGTTGAGTTAAAT

ATCGCGAAAAACCTGGTCGGCAGCGCGATGGCGGGCAGCGTGGGTGGCTTTAACGCAC

ATGCAGCGAATCTGGTTACGGCGGTTTTCTTAGCCTTAGGTCAGGACCCAGCCCAAAAT

GTCGAGAGCAGCAACTGCATTACCTTAATGAAAGAGGTTGACGGTGACCTGCGCATCA

GCGTTTCTATGCCGTCTATCGAGGTCGGCACGATCGGCGGCGGCACCGTTTTAGAACCG

CAAGGTGCGATGCTGGATCTGCTGGGCGTGCQCGGCCCACATGCAACGGCCCCAGGCA

CCAATGCCCGCCAACTGGCCCGTATCGTGGCCTGCGCGGTTCTGGCGGGTGAGCTGAGC CTGTGCGCCGCATTAGCCGCGGGCCATTTAGTTCAATCTCACATGACCCACAACCGCAA GCCGGCAGAACCAACCAAGCCAAATAACCTGGACGCAACCGACATTAACCGTCTGAAG GATGGCAGCGTCACGTGCATTAAAAGCTGAGCATGCTACTAAGCTT

SEQ ID NO: 2

Iniciador 4—49 mvaA Spel

5'-GCTACTAGTAGGAGGAAAACATCATGCAAAGTTTAGATAAGAATTTCCG-3' SEQ ID NO: 3

Iniciador 4-49 mvaA Xbal

5'-GCTTCTAÒACTATTGTTGTCTAA' IΊ TCITGTAA A ATGCG-3' SEQ ID NO: 4

Iniciador HMGS 5' Sa mvaS-S

5'-GAACTGAAGATCTAGGAGGAAAGCAAAATGACAATAGGTATCGACAAAATAAACT-3' SEQ ID NO: 5

Iniciador HMGS 3' Sa mvaS-AS

5'-TTGC ATGATGTTTTCCTCCTACTAGTTACTCTGGTCTGTGATATTCGCG AAC-3' SEQID NO: 6

Inieiador 19-25 atoB SfiI-S

5 '-GCTAGGCC ATCCTGGCCATG A AG A ACTGTGTGATTGTTTCTG-3' SEQ ID NO: 7

Inieiador 19-25 mva-AsiSI-AS 5 '-GCTTGCG ATCGCCGGCGGATTTGTCCTACTCAG-3'

SEQID NO: 8 Iniciador 9-70C

5 '-CCACCTCGAG ATGTCATTACCGTTCTTAACTTCTG-3'

SEQID NO: 9 Inieiador 26-39B

Si-TGGTGGAGCTCTTATTTAAGCTGGGTAAATGCAGATAATCG-S' SEQ □> NO: 10 Iniciador 26-39Α

S--TTcirGAGcTcTTATTCCrTTGGTAGACCAGTCTTTGCG-S' SEQ IDNOtll

gene e seqüências genômicas a montante de Bacillus subtilis 6051

GTGCAC ACTCC' II11 Γ1Ί AGGCTTTGTATTG ACCGTAATATAAAGGAGCTAAAGTTTC AA

CTTTTATGGCTITGAGATCCAATCTTTCACATATTGAAATGTGCGTCCATACTCTTTTAA

CTTCGCTCGAATTTCCCATGCTTITCCGACTAAGACAACACCTTTTGGCATGCGGTGCAC

TTTCACG AAGAAGCCCCCTTTTGCTCTAGTATGATAAAATGTATGGGGCATCAT ATAGA

GACAGAACGGGAGATGAAGAAATGAAATCATTAGAAGAAAAAACAATTGCCAAAGAA

CAGA IΊ T Π ICGGGTAAAGTCATTGATCTTTATGTCGAGGATGTAGAGCTGCCAAACGG

CAAAGCCAGTAAACGTGAAATTGTGAAACACCCTGGAGCTGTAGCGGTACTAGCCGTC

ACAGATGAAGGGAAAATCATCATGGTCAAACAATTCCGTAAGCCGCTTGAGCGGACGA

TCGTTGAAATTCCGGCCGGTAAGCTTGAAAAAGGTGAGGAGCCGGAGTATACGGCACT

TCGGG AACTTGAAGAGGAAACCGGTTATACAGC AAAA AAACTGACAAAAATAACTGCG

TTTTATACATCACCCGGATTTGCAGATGAAATCGTTCACGTTITTCTTGCTGAGGAGCTT

TCTGTGCTTGAAGAAAAACGGGAGCTTGATGAGGACGAGTTTGTTGAAGTGATGGAGG

TGACGCTTGAAGATGCGCTAAAGCTGGTTGAATCGCGTGAAGTATATGATGCTAAAAC

AGCCTACGCGATTCAGTATCTTCAGCTG AAAGAAGCGC TCCAAGCACA AAAATGA

SEQID NO : 12

gene yhfR de Bacillus subtilis 6051

ATGACAGCCGTTTGTTTAGTAAGACATGGAGAAACCGATTGGAACCTGCAGCAAAAAT

GCCAAGGCAAAACCGATATCCCGCTAAACGCAACAGGTGAACGCCAAGCAAGAGAAA

CCGGAGAATATGTAAAGGACTTTTCTTGGGATATTATTGTGACGAGCCCGCTGAAAAGA

GCGAAAAGAACCGCGGAAATTATTAATGAATATCTGCATCTTCCGATAGTCGAGATGG

ATGATTTTAAGGAACGCGATTACGGCGACGCGGAGGGCATGCCGCTGGAGGAACGGAC

AAAGCGCTATCCAGATAACATCTATCCGAATATGGAAACCTTAGAAGAACTCACTGAC

AGGCTGATGGGCGGTTTGGCAAAAGTGAATCAGGCGTATCCAAACAAGAAGGTGCTGA

TCGTGGCGCACGGTGCGGCAATTCACGCCCTGCTGACAGAAATATCCGGCGGTGACCC

GGAGCTTCAAAGCACCCGTCTCGTCAACGCCTGCCTCAGCAACATTGAATTTGCAGAAG

AAAAATGGCGGATAAAAGACTATAATATCAACAGCCACTTATCCGGCTTTATCAAATA

Claims

1. Composição de combustível, caracterizada pelo fato de que compreende ou é obtenível de uma mistura compreendendo: (a) um composto de isoprenóide C5 da fórmula (Ib) ou (Ic): <formula>formula see original document page 76</formula> em que Z é O-R, O-C(O)R, O-PO(OR)2, O-SO2-OR, PO(OR)2 ou SO2-OR; e R é H, alquila, cicloalquila, arila, alcarila ou aralquila; e (b) um aditivo de combustível.

2. Composição de combustível de acordo com a reivindicação -1, caracterizada pelo fato de que a quantidade do composto de isoprenóide C5 é de cerca de 1% a cerca de 95% em peso ou volume, com base no peso ou volume totais da composição de combustível.

3. Composição de combustível de acordo com a reivindicação -1 ou 2, caracterizada pelo fato de que Z da fórmula (Ib) ou (Ic) é OH.

4. Composição de combustível de acordo com a reivindicação -1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o composto de isoprenóide C5 é de acordo com a fórmula (Ib).

5. Composição de combustível de acordo com a reivindicação -4, caracterizada pelo fato de que Z é OH.

6. Composição de combustível de acordo com a reivindicação -1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o composto de isoprenóide C5 é de acordo com a fórmula (Ic).

7. Composição de combustível de acordo com a reivindicação -6, caracterizada pelo fato de que Z é OH.

8. Composição de combustível de acordo com a reivindicação -3, caracterizada pelo fato de que a composição de combustível é substancialmente isenta de um álcool secundário e em que o álcool secundário não é 3-metil-3-buten-1-ol, 3-metil-2-buten-1-ol ou uma combinação destes.

9. Composição de combustível, caracterizada pelo fato de que compreende ou é obtenível de uma mistura compreendendo: (a) álcool isoamílico em uma quantidade de pelo menos 35% em peso, com base no peso total da composição de combustível; e (b) um aditivo de combustível, em que a composição de combustível é substancialmente isenta de um álcool secundário ou um composto orgânico que tem uma temperatura de ignição espontânea de menos do que 450°C, em que o álcool secundário não é álcool isoamílico e em que o composto orgânico é (1) um composto que contém um ou mais átomos de oxigênio mas nenhum átomo de nitrogênio; ou (2) um composto que contém um ou mais grupos nitrato e uma ou mais ligações de éter; ou (3) um composto orgânico contendo nitrogênio selecionado do grupo que consiste de compostos azo, tetrazinas, compostos nitrosos, compostos nitro, compostos de nitrato, e hiponitritos.

10. Composição de combustível de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que a composição de combustível é substancialmente isenta de um composto aromático.

11. Composição de combustível de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que a composição de combustível é substancialmente isenta de uma alquilamina, éster de ácido graxo ou sal de ácido graxo.

12. Composição de combustível de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizada pelo fato de que o álcool secundário é metanol, etanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, iso-butanol, terc-butanol, n-pentanol, sec-pentanol, terc-pentanol, n-hexanol, iso-hexanol, sec-hexanol, terc- hexanol, heptanóis, octanóis, nonanóis, decanóis ou uma combinação destes.

13. Composição de combustível de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que o composto orgânico é um éter, um peróxido, um hidroperóxido, um aldeído, um composto de acila, um éter cíclico, um éster, nitrato de 2-etoxietila, nitrato de 2-butoxietila, nitrato de 2'-butóxi-2- etoxietila, nitrato de 2,2-dietoxietila, l,3-dioxano-5-nitrato, nitrometano, dinitrato de dietileno glicol, dinitrato de trietileno glicol ou o dinitrato de polietileno glicol de um peso molecular médio de 400.

14. Composição de combustível de acordo com a reivindicação -1 ou 9 caracterizada pelo fato de que compreende ainda um combustível com base em petróleo em uma quantidade de cerca de 1% a cerca de 95% em peso ou volume, com base no peso ou volume totais da composição de combustível.

15. Composição de combustível de acordo com a reivindicação -14, caracterizada pelo fato de que o combustível com base em petróleo é gasolina.

16. Composição de combustível de acordo com a reivindicação -15 caracterizada pelo fato de que o composto de isoprenóide C5 é de acordo com a fórmula (Ib) e Z é OH e o composto de isoprenóide C5 está presente em uma quantidade de cerca de 1% a cerca de 12,5% em volume, com base no volume total da composição de combustível.

17. Composição de combustível de acordo com a reivindicação -1 ou 9, caracterizada pelo fato de que o aditivo de combustível é selecionado do grupo que consiste de oxigenados, antioxidantes, melhoradores de estabilidade térmica, melhoradores de cetano, estabilizadores, melhoradores de fluxo frio, melhoradores de combustão, anti-espumantes, aditivos anti- embaçamento, inibidores de corrosão, melhoradores de lubricidade, inibidores de congelamento, aditivos para limpeza de injetor, supressores de fumaça, aditivos redutores de arrasto, desativadores de metal, dispersantes, detergentes, desemulsificadores, corantes, marcadores, dissipadores estáticos, biocidas e combinações destes.

18. Composição de combustível de acordo com a reivindicação - 1 ou 9, caracterizada pelo fato de que a quantidade do aditivo de combustível é de cerca de 0,1% a cerca de 20% em peso ou volume, com base no peso ou volume totais da composição de combustível.

19. Método para fabricar uma composição de combustível a partir de um açúcar simples, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: (a) contatar uma célula capaz de fabricar um composto de isoprenóide C5 da fórmula (Ib) ou (Ic): <formula>formula see original document page 79</formula> em que Z é OH com o açúcar simples sob condições adequadas para fabricar o composto de isoprenóide C5; e (b) misturar o composto de isoprenóide C5 com um ou mais componentes de combustível ou aditivos de combustível para fabricar a composição de combustível.

20. Método de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de reagir o isoprenóide C5 da fórmula (Ib) ou (Ic) onde Z é OH com um agente de alquilação, um agente de acilação, um agente de fosfatação, um agente de fosfonação, agente de sulfatação ou Um agente de sulfonação para formar um isoprenóide C5 da fórmula (Ib) ou (Ic) onde Z é O-R, 0-C(=0)R, O-PO(OR)2, O-SO2-OR, PO(OR)2 ou SO2-OR; e R é H, alquila, cicloalquila, arila, alcarila ou aralquila.

21. Método para fabricar uma composição de combustível a partir de um açúcar simples, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: (a) contatar uma célula capaz de fabricar um composto de isoprenóide C5 da fórmula (Ib) ou (Ic): em que Z é OH com o açúcar simples sob condições adequada para fabricar o composto de isoprenóide C5 da fórmula (Ib) ou (Ic); (b) hidrogenar o isoprenóide C5 da fórmula (Ib) ou (Ic) para formar álcool isoamílico; e (c) misturar o álcool isoamílico com um ou mais componentes de combustível ou aditivos de combustível para fabricar a composição de combustível.

22. Método de acordo com a reivindicação 21 caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de reagir o álcool isoamílico com um agente de alquilação, um agente de acilação, um agente de fosfatação, um agente de fosfonação, agente de sulfatação ou um agente de sulfonação para formar um isoprenóide C5 da fórmula (Ia): <formula>formula see original document page 80</formula> onde Z é O-R5 0-C(=0)R, O-PO(OR)2, O-SO2-OR5 PO(OR)2 ou SO2-OR; e R é alquila, cicloalquila, arila, alcarila ou aralquila.

23. Veículo, caracterizado pelo fato de que compreende um motor de combustão interna; um tanque de combustível conectado ao motor de combustão interna; e a composição de combustível como definida em qualquer uma das reivindicações de 1 a 18 no tanque de combustível, em que a composição de combustível é usada para acionar o motor de combustão interna.

24. Veículo de acordo com a reivindicação 23 caracterizado pelo fato de que o motor de combustão interna é um motor a gasolina.

25. Método para acionar um motor, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de queimar um combustível como definido em qualquer um de reivindicações 1 a 18 no motor.

26. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o motor é um motor a gasolina.

27. Composição de combustível, caracterizada pelo fato de que é fabricada pelo método como definido em qualquer uma das reivindicações de 19 a 22.

28. Composição de combustível, caracterizada pelo fato de que compreende um componente de combustível e um composto de isoprenóide C5 bioengenheirado.

29. Composição de combustível, caracterizada pelo fato de que é produzida preparando-se 3-metil-3-buten-l-ol de uma mistura compreendendo um microorganismo, e incorporando-se o 3-metil-3-buten-l- ol em um combustível.

30. Composição de combustível, caracterizada pelo fato de que é produzida preparando-se 3-metil-3-buten-l-ol de uma mistura compreendendo um microorganismo, preparando-se álcool isoamílico do 3- metil-3-buten-l-ol, e incorporando-se o álcool isoamílico em um combustível.

31. Composição de combustível, caracterizada pelo fato de que é produzida preparando-se 3 -metil-2-buten-1 -ol de uma mistura compreendendo um microorganismo, preparando-se álcool isoamílico do 3- metil-2-buten-l-ol, e incorporando-se o álcool isoamílico em um combustível.

32. Composição de combustível como definido em qualquer uma das reivindicações de 29 a 31, caracterizada pelo fato de que a mistura compreende ainda um açúcar simples.

33. Composição de combustível de acordo com a reivindicação -32, caracterizada pelo fato de que o açúcar simples é glicose, galactose, manose, frutose, ribose ou uma combinação destes.

34. Método de negócio, caracterizado pelo fato de que compreende: (a) obter um biocombustível compreendendo pelo menos um álcool C5 ou derivado deste realizando-se uma reação de fermentação de um açúcar com uma célula hospedeira recombinante, em que a célula hospedeira recombinante produz o álcool C5 ou derivado deste; e (b) distribuir, comercializar ou vender o biocombustível.

35. Método de negócio de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que a célula hospedeira recombinante é modificada para aumentar uma conversão enzimática de pirofosfato de isopentenila (EPP), pirofosfato de dimetilalila (DMAPP), ou uma combinação destes a um isopentenol, em que a célula hospedeira recombinante não é uma cepa de E. coli pTRC 99A transformada com um gene nudF ou um yhfR.

36. Método de negócio de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que o álcool C5 ou derivado deste é um composto de isoprenóide tendo a fórmula (Ib) ou (Ic): <formula>formula see original document page 82</formula> em que Z é O-R, 0-C(=0)R, O-PO(OR)2, O-SO2-OR, PO(OR)2 ou SO2-OR; e R é H, alquila, cicloalquila, arila, alcarila ou aralquila.

37. Método de negócio de acordo com qualquer uma das reivindicações de 34 a 36, caracterizado pelo fato de que o biocombustível compreende 3-metil-3-buten-l-ol, 3-metil-2-buten-l-ol, ou uma combinação destes.

38. Método de negócio de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de que o biocombustível compreende pelo menos cerca de 2% em volume de 3-metil-3-buten-l-ol, com base no volume total do biocombustível.

39. Método de negócio de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo fato de que o biocombustível compreende pelo menos cerca de 2% em volume de 3-metil-2-buten-l-ol, com base no volume total do biocombustível.

40. Método de negócio de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que o álcool C5 ou derivado deste é um composto de isoprenóide tendo a fórmula (Ia): <formula>formula see original document page 83</formula> em que Z é O-R, 0-C(=0)R, O-PO(OR)2, O-SO2-OR, PO(OR)2 ou SO2-OR; e R é H, alquila, cicloalquila, arila, alcarila ou aralquila.

41. Método de negócio de acordo com qualquer uma das reivindicações de 34 a 35 e 40, caracterizado pelo fato de que o biocombustível compreende 3-metil-1-butanol.

42. Método de negócio de acordo com a reivindicação 41, caracterizado pelo fato de que o biocombustível compreende pelo menos cerca de 35% em volume de 3-metil-1-butanol, com base no volume total do biocombustível.

43. Método de negócio de acordo com qualquer uma das reivindicações de 34 a 42, caracterizado pelo fato de que o biocombustível compreende ainda um combustível com base em petróleo, um aditivo de combustível ou uma combinação destes.

44. Método de negócio de acordo com a reivindicação 43, caracterizado pelo fato de que o combustível com base em petróleo é uma gasolina, combustível de jato, querosene, combustível diesel ou uma combinação destes.

45. Método de negócio de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato de que o aditivo de combustível é selecionado do grupo que consiste de oxigenados, antioxidantes, melhoradores de estabilidade térmica, melhoradores de cetano, estabilizadores, melhoradores de fluxo frio, melhoradores de combustão, anti-espumantes, aditivos anti- embaçamento, inibidores de corrosão, melhoradores de lubricidade, inibidores de congelamento, aditivos para limpeza de injetor, supressores de fumaça, aditivos redutores de arrasto, desativadores de metal, dispersantes, detergentes, desemulsificadores, corantes, marcadores, dissipadores estáticos, biocidas e combinações destes.

46. Método de negócio de acordo com qualquer uma das reivindicações de 34 a 45, caracterizado pelo fato de que o açúcar é um açúcar simples.

47. Método de negócio de acordo com a reivindicação 46, caracterizado pelo fato de que o açúcar simples é glicose, galactose, manose, frutose, ribose ou uma combinação destes.