(57)【要約】  燃料組成物は、少なくともテトラメチルシクロヘキサン、及び燃料成分を含む。テトラメチルシクロヘキサンは、燃料成分として、又は燃料組成物における燃料添加物として使用することができる。燃料組成物は、ディーゼル燃料、ジェット燃料、灯油、又はガソリンなどの石油系燃料成分：又は石炭系燃料成分から選択される従来の燃料成分を更に含んでいてもよい。また、燃料組成物の製造方法、及び使用方法を開示する。【選択図】図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下を含む燃料組成物：
（a）燃料組成物の総重量に基づいて、少なくとも5重量%の量のテトラメチルシクロヘキサン；及び、
（b）燃料成分。
【請求項２】
前記テトラメチルシクロヘキサンが
【化１】
2010534251.tif 000083
、又はその少なくともの1つの立体異性体である、請求項1記載の燃料組成物。
【請求項３】
前記テトラメチルシクロヘキサンが
【化２】
2010534251.tif 000084
、又はその少なくともの1つの立体異性体である、請求項1記載の燃料組成物。
【請求項４】
前記燃料成分が石油系燃料成分である、請求項1記載の燃料組成物。
【請求項５】
前記石油系燃料成分がガソリンである、請求項4記載の燃料組成物。
【請求項６】
前記石油系燃料成分がジェット燃料である、請求項4記載の燃料組成物。
【請求項７】
前記石油系燃料成分が灯油である、請求項4記載の燃料組成物。
【請求項８】
前記燃料成分が石炭系燃料成分である、請求項1記載の燃料組成物。
【請求項９】
燃料添加物を更に含む、請求項1記載の燃料組成物。
【請求項１０】
前記燃料添加物が酸素化物、抗酸化剤、熱安定性向上剤、セタン向上剤、安定剤、寒冷流動性向上剤、助燃剤、消泡剤、抗くもり添加物、腐食抑制剤、潤滑性向上剤、着氷阻害剤、噴霧器清浄添加物、煙抑制剤、抵抗減少添加物、金属不活性化剤、分散剤、洗浄剤、解乳化剤、色素、マーカー、静電気消散剤、殺生物剤、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項9記載の燃料組成物。
【請求項１１】
前記テトラメチルシクロヘキサンの量が、燃料組成物の総重量に基づいて、多くても約30重量%である、請求項1記載の燃料組成物。
【請求項１２】
前記テトラメチルシクロヘキサンの量が、燃料組成物の総重量に基づいて、多くても約20重量%である、請求項1記載の燃料組成物。
【請求項１３】
前記テトラメチルシクロヘキサンの量が、燃料組成物の総重量に基づいて、多くても約10重量%である、請求項1記載の燃料組成物。
【請求項１４】
以下を含む、請求項1記載の燃料組成物：
（a）
【化３】
2010534251.tif 000085
、又はその少なくとも1つの立体異性体；
（b）
【化４】
2010534251.tif 000086
、又はその少なくとも1つの立体異性体；
（c）
【化５】
2010534251.tif 000087
、又はその少なくとも1つの立体異性体；及び、
（d）
【化６】
2010534251.tif 000088
、又はその少なくとも1つの立体異性体、
ここで、（a）、及び（b）の総量は、（a)-(d）の総重量に基づいて、約1重量%〜約99重量%であり、かつ（c）、及び（d）の総量は、0.5重量%〜約50重量%である。
【請求項１５】
以下を更に含む、請求項14の燃料組成物：
（e）
【化７】
2010534251.tif 000089
、又はその少なくとも1つの立体異性体； 
（f）
【化８】
2010534251.tif 000090
；及び、
（g）
【化９】
2010534251.tif 000091
、又はその少なくとも1つの立体異性体；
ここで、（e）の量は、（a)-(g）の総重量に基づいて、0重量%〜約50重量%であり、（f）の量は、約0.1重量%〜約20重量%であり、かつ（g）の量は、約0.1重量%〜約30重量%である。
【請求項１６】
（a）、及び（b）の総量が、（a)-(g）の総重量に基づいて、約50重量%〜約99重量%である、請求項15記載の燃料組成物。
【請求項１７】
（a）、及び（b）の総量が、（a)-(g）の総重量に基づいて、約80重量%〜約99重量%である、請求項15記載の燃料組成物。
【請求項１８】
（c）、及び（d）の総量が、（a)-(g）の総重量に基づいて、約10重量%未満である、請求項15記載の燃料組成物。
【請求項１９】
RBOB、CARBOB、又はAZ RBOBである、請求項1記載の燃料組成物。
【請求項２０】
7.0psi〜15.0psiの間のReid蒸気圧を有する、請求項1記載の燃料組成物。
【請求項２１】
少なくともテトラメチルシクロヘキサンを形成するために水素化触媒の存在下においてピネンを水素と接触することを含む、燃料組成物を製造する方法。
【請求項２２】
前記ピネンがα-ピネン、β-ピネン、又はこれらの組み合わせである、請求項21記載の方法。
【請求項２３】
前記水素化触媒がルテニウム触媒を含む、請求項21記載の方法。
【請求項２４】
前記ルテニウム触媒が支持物質上のルテニウムである、請求項23記載の方法。
【請求項２５】
前記支持物質が炭素である、請求項24記載の方法。
【請求項２６】
燃料組成物を製造するためにテトラメチルシクロヘキサンを燃料成分と混合する工程を更に含む、請求項21記載の方法。
【請求項２７】
前記燃料成分が石油系燃料成分である、請求項26記載の方法。
【請求項２８】
前記石油系燃料成分がガソリンである、請求項27記載の方法。
【請求項２９】
前記石油系燃料成分がジェット燃料である、請求項27記載の方法。
【請求項３０】
前記石油系燃料成分が灯油である、請求項27記載の方法。
【請求項３１】
内燃機関；該内燃機関に接続する燃料タンク；及び燃料タンク内の燃料組成物を含む乗物であって、該燃料組成物は、該燃料組成物、及び燃料成分の総重量に基づいて、少なくとも5重量%のテトラメチルシクロヘキサンを含み、該燃料組成物は、該内燃機関に動力を供給するために使用される、前記乗物。
【請求項３２】
前記内燃機関がガソリン機関である、請求項31記載の乗物。
【請求項３３】
前記テトラメチルシクロヘキサンが
【化１０】
2010534251.tif 000092
、又はその少なくとも1つの立体異性体である、請求項31記載の乗物。
【請求項３４】
前記テトラメチルシクロヘキサンが
【化１１】
2010534251.tif 000093
、又はその少なくとも1つの立体異性体である、請求項31記載の乗物。
【請求項３５】
内燃機関；該内燃機関に接続する燃料タンク；及び該燃料タンク内の燃料組成物を含む乗物であって、該燃料組成物は、水素化触媒の存在下においてピネンを水素と接触することによって製造され、かつ該燃料組成物は、該内燃機関に動力を供給するために使用される、前記乗物。
【請求項３６】
前記ピネンがα-ピネン、β-ピネン、又はこれらの組み合わせである、請求項35記載の方法。
【請求項３７】
前記内燃機関がガソリン機関である、請求項35記載の乗物。
【請求項３８】
燃料組成物を製造する方法であって：
（a）ピネンを製造することができる細胞を、ピネンを製造するために適した条件下で糖と接触させる工程；
（b）ピネンをピナンに変換する工程；
（c）ピナンを少なくともテトラメチルシクロヘキサンに変換する工程；及び、
（d）テトラメチルシクロヘキサンを燃料成分と混合して燃料組成物を製造する工程、
を含む、前記方法。
【請求項３９】
前記ピネンが第1の水素化触媒の存在下において水素によってピナンに変換される、請求項38記載の方法。
【請求項４０】
前記ピナンが第2の水素化触媒の存在下において水素によってテトラメチルシクロヘキサンに変換される、請求項38記載の方法。
【請求項４１】
RBOBを製造する方法であって、シクロヘキサン環に四級炭素原子を有するテトラメチルシクロヘキサンを含む燃料組成物とガソリンを混合することを含み、該RBOBは、約7.0psi〜約15.0psiのReid蒸気圧を有し、かつテトラメチルシクロヘキサンの量の量は、燃料組成物の総重量に基づいて、約1重量%〜約50重量%である、前記方法。
【請求項４２】
前記テトラメチルシクロヘキサンが
【化１２】
2010534251.tif 000094
、又はその少なくとも1つの立体異性体である、請求項41記載の方法。
【請求項４３】
前記テトラメチルシクロヘキサンが
【化１３】
2010534251.tif 000095
、又はその少なくとも1つの立体異性体である、請求項41記載の方法。
【請求項４４】
燃料組成物を含む燃料タンクであって、該燃料組成物は、燃料組成物、及び燃料成分の総重量に基づいて、少なくとも5重量%のテトラメチルシクロヘキサンを含む、前記燃料タンク。
【請求項４５】
前記テトラメチルシクロヘキサンが
【化１４】
2010534251.tif 000096
、又はその少なくとも1つの立体異性体である、請求項44記載の燃料タンク。
【請求項４６】
前記テトラメチルシクロヘキサンが
【化１５】
2010534251.tif 000097
、又はその少なくとも1つの立体異性体である、請求項44記載の燃料タンク。
【請求項４７】
前記燃料タンクが乗物燃料タンクである、請求項44記載の燃料タンク。
【請求項４８】
ガソリン、及びシクロヘキサン環に四級炭素原子を有する少なくとも1つのテトラメチルシクロヘキサンを含む燃料組成物であって、該テトラメチルシクロヘキサンの量が、燃料組成物の総重量に基づいて、約1重量%〜約50重量%である、前記燃料組成物。
【請求項４９】
前記テトラメチルシクロヘキサンが
【化１６】
2010534251.tif 000098
、又はその少なくとも1つの立体異性体である、請求項48記載の燃料組成物。
【請求項５０】
前記テトラメチルシクロヘキサンが
【化１７】
2010534251.tif 000099
、又はその少なくとも1つの立体異性体である、請求項48記載の燃料組成物。
【請求項５１】
燃料添加物を更に含む、請求項50記載の燃料組成物。
【請求項５２】
前記燃料添加物が酸素化物、抗酸化剤、熱安定性向上剤、セタン向上剤、安定剤、寒冷流動性向上剤、助燃剤、消泡剤、抗くもり添加物、腐食抑制剤、潤滑性向上剤、着氷阻害剤、噴霧器清浄添加物、煙抑制剤、抵抗減少添加物、金属不活性化剤、分散剤、洗浄剤、解乳化剤、色素、マーカー、静電気消散剤、殺生物剤、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項51記載の燃料組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（本発明の分野）
本発明は、とりわけ、テトラメチルシクロヘキサンを含む燃料組成物、並びに燃料組成物を製造し、及び使用する方法を包含する。特定の実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンは、C10イソプレノイド化合物に由来する。その他の実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンは、四級炭素を含む。さらなる実施態様において、燃料組成物は、石油系燃料成分を含む。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
生物燃料は、一般に、バイオマス、すなわち動物からの肥料などのごく最近まで生きている生物、又はこれらの代謝副産物に由来する燃料である。生物燃料は、石油、石炭、及び核燃料などのその他の天然資源と異なり、それが再生可能なエネルギー源であるため、望ましい。生物燃料には、とりわけ、生物学的に産生されたアルコール、アルケン、及びその誘導体を含む。一般に、このような生物学的に産生された生物燃料は、微生物、及び酵素の作用によって、バイオマスの発酵を介して形成することができる。例えば、メタノールは、木、若しくはその他の有機物質の発酵から産生すること、又は多様な細菌の嫌気代謝において天然に形成することができる。同様に、エタノールは、サトウキビ、テンサイ、及びトウモロコシなどの多種多様な作物において見いだすことができるデンプン、又は糖の発酵によって大量生産することができる。更にまた、種々のイソプレノイド化合物は、所望のイソプレノイド化合物を産生するように改変された宿主細胞を使用して、単糖から生物学的に製造することができる。
【０００３】
近年、地球温暖化、上昇する石油価格、並びに世界中の産油国における石油備蓄の減少、及び政治的不安の増加に対する懸念のため、政府、産業、及び研究者からの生物燃料、特に自動車のための生物学的に産生されるアルコールへの関心が再び高まっている。しかし、メタノール、エタノール、及びプロパノールなどのアルコールは、これらがエンジン蒸気閉塞、及び蒸発排出問題を生じさせ得る揮発性物質である。更に、アルコールは、水に対して高親和性を有し、従って、これらは、一般に望ましくない量の水を含み、これらを燃料として使用する内燃機関に対して腐食の問題を生じさせ得る。その結果、水に対して低い親和性を有する非アルコール性生物燃料などの生物燃料に対する需要も存在する。更に、ガソリン機関などの内燃機関に使用するための確実かつ再現的に作製することができる生物燃料に対する需要も存在する。
【発明の概要】
【０００４】
（発明の要旨）
燃料成分、燃料組成物、並びにこれらを製造方法、及び使用方法が、本明細書に提供される。本明細書に開示した燃料組成物の実施態様は、上述の需要を満たすものと考えられる。一部の実施態様において、燃料組成物は、テトラメチルシクロヘキサンを含む。その他の実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンは、燃料組成物自体、燃料組成物の主要成分、又は燃料組成物の微量成分として使用することができる。更に他の実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンは、イソプレノイドである。特定の実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンは、準化学物質合成、又はハイブリッド法によって作製させ、及び生体工学によって作られた微生物によって作製されるC10イソプレノイドを含む。一部の実施態様において、本明細書に開示した燃料組成物は、ガソリンとして使用することができる。さらなる実施態様において、本明細書に開示した燃料組成物は、ガソリン機関などの内燃機関に動力を供給するために使用することができる。
【０００５】
一つの実施態様において、本明細書に提供する燃料組成物は、燃料組成物、及び燃料成分の総重量に基づいて、少なくとも5重量%の量でテトラメチルシクロヘキサンを含む。
【０００６】
特定の実施態様において、燃料成分は、石油系燃料成分である。その他の実施態様において、石油系燃料成分は、ガソリン、ジェット燃料、又は灯油である。さらなる実施態様において、燃料成分は、石炭系燃料成分である。
【０００７】
一部の実施態様において、燃料組成物は、燃料添加物を更に含む。その他の実施態様において、本明細書に開示した燃料添加物は、酸素化物、抗酸化剤、熱安定性向上剤、セタン向上剤、安定剤、寒冷流動性向上剤、助燃剤、消泡剤、抗くもり添加物、腐食抑制剤、潤滑性向上剤、着氷阻害剤、噴霧器清浄添加物、煙抑制剤、抵抗減少添加物、金属不活性化剤、分散剤、洗浄剤、解乳化剤、色素、マーカー、静電気消散剤、殺生物剤、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される。
【０００８】
特定の実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンの量は、燃料組成物の総重量に基づいて、多くても約30重量%である。その他の実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンの量は、燃料組成物の総重量に基づいて、多くても約20重量%である。さらなる実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンの量は、多燃料組成物の総重量に基づいて、多くても約10重量%である。
【０００９】
一部の実施態様において、本明細書に開示した燃料組成物は、以下を含む：
（a）
【化１】
2010534251.tif 000002
、又はその少なくとも1つの立体異性体；
（b）
【化２】
2010534251.tif 000003
、又はその少なくとも1つの立体異性体；
（c）
【化３】
2010534251.tif 000004
、又はその少なくとも1つの立体異性体；及び、
（d）
【化４】
2010534251.tif 000005
、又はその少なくとも1つの立体異性体、
ここで、（a）、及び（b）の総量は、（a)-(d）の総重量に基づいて、約1重量%〜約99重量%であり、かつ（c）、及び（d）の総量は、0.5重量%〜約50重量%である。
【００１０】
特定の実施態様において、燃料組成物は、以下の化合物を更に含む：
（e）
【化５】
2010534251.tif 000006
、又はその少なくとも1つの立体異性体； 
（f）
【化６】
2010534251.tif 000007
、及び
（g）
【化７】
2010534251.tif 000008
、又はその少なくとも1つの立体異性体；
ここで、（e）の量は、（a)-(g）の総重量に基づいて、0重量%〜約50重量%であり、（f）の量は、約0.1重量%〜約20重量%であり、かつ（g）の量は、約0.1重量%〜約30重量%である。
【００１１】
一部の実施態様において、燃料組成物における（a）、及び（b）の総量は、（a)-(g）の総重量に基づいて、約50重量%〜約99重量%である。その他の実施態様において、燃料組成物における（a）、及び（b）の総量は、（a)-(g）の総重量に基づいて、約80重量%〜約99重量%である。
【００１２】
一部の実施態様において、燃料組成物における（c）、及び（d）の総量は、（a)-(g）の総重量に基づいて、約10重量%未満である。
【００１３】
別の態様において、少なくともテトラメチルシクロヘキサンを形成するために水素化触媒の存在下においてピネンを水素と接触することを含む、燃料組成物を製造する方法が、本明細書に提供される。
【００１４】
特定の実施態様において、ピネンは、α-ピネン、β-ピネン、又はこれらの組み合わせである。その他の実施態様において、水素化触媒は、ルテニウム触媒を含む。さらなる実施態様において、ルテニウム触媒は、支持物質上のルテニウムである。なおさらなる実施態様において、支持物質は、炭素である。
【００１５】
一部の実施態様において、本方法は、燃料組成物を製造するためにテトラメチルシクロヘキサンを燃料成分と混合する工程を更に含む。さらなる実施態様において、燃料成分は、石油系燃料成分である。なおさらなる実施態様において、石油系燃料成分は、ガソリン、ジェット燃料、又は灯油である。
【００１６】
別の態様において、内燃機関；該内燃機関に接続する燃料タンク；及び燃料タンク内の燃料組成物を含む乗物であって、該燃料組成物は、該燃料組成物、及び燃料成分の総重量に基づいて、少なくとも5重量%のテトラメチルシクロヘキサンを含み、該燃料組成物は、該内燃機関に動力を供給するために使用される、前記乗物が本明細書に提供される。特定の実施態様において、内燃機関は、ガソリン機関である。
【００１７】
別の態様において、内燃機関；該内燃機関に接続する燃料タンク；及び該燃料タンク内の燃料組成物を含む乗物であって、該燃料組成物は、水素化触媒の存在下においてピネンを水素と接触することによって製造され、かつ該燃料組成物は、該内燃機関に動力を供給するために使用される、前記乗物が、本明細書に提供される。
【００１８】
特定の実施態様において、ピネンは、α-ピネン、β-ピネン、又はこれらの組み合わせである。
【００１９】
一部の実施態様において、内燃機関は、ガソリン機関である。
【００２０】
別の態様において、
（a）ピネンを製造することができる細胞を、ピネンを製造するために適した条件下で糖と接触させる工程；
（b）ピネンをピナンに変換する工程；
（c）ピナンを少なくともテトラメチルシクロヘキサンに変換する工程；及び、
（d）テトラメチルシクロヘキサンを燃料成分と混合して燃料組成物を製造する工程、
を含む、燃料組成物を製造する方法が、本明細書に提供される。
【００２１】
特定の実施態様において、ピネンは、第1の水素化触媒の存在下において水素によってピナンに変換される。その他の実施態様において、ピナンは、第2の水素化触媒の存在下において水素によってテトラメチルシクロヘキサンに変換される。さらなる実施態様において、第1の水素化触媒と第2の水素化触媒とは、同じである。なおさらなる実施態様において、第1の水素化触媒と第2の水素化触媒とは、異なる。
【００２２】
別の態様において、RBOBを製造する方法であって、シクロヘキサン環における四級炭素原子を有するテトラメチルシクロヘキサンを含む燃料組成物とガソリンを混合することを含み、RBOBが約7.0psi〜約15.0psiのReid蒸気圧を有し、かつテトラメチルシクロヘキサンの量の量は、燃料組成物の総重量に基づいて、約1重量%〜約50重量%である、前記方法が本明細書に提供される。
【００２３】
一部の実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンは、
【化８】
2010534251.tif 000009
、又はその少なくとも1つの立体異性体である。
【００２４】
その他の実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンは、
【化９】
2010534251.tif 000010
、又はその少なくとも1つの立体異性体である。
【００２５】
別の態様において、燃料組成物を含む燃料タンクであって、該燃料組成物は、燃料組成物、及び燃料成分の総重量に基づいて、少なくとも5重量%のテトラメチルシクロヘキサンを含む、前記燃料タンクが、本明細書に提供される。
【００２６】
さらなる実施態様において、燃料タンクは、乗物燃料タンクである。
【００２７】
別の態様において、ガソリン、及びシクロヘキサン環における四級炭素原子を有する少なくとも1つのテトラメチルシクロヘキサンを含む燃料組成物であって、該テトラメチルシクロヘキサンの量が、燃料組成物の総重量に基づいて、約1重量%〜約50重量%である、前記燃料組成物が、本明細書に提供される。
【００２８】
一部の実施態様において、本明細書に開示した燃料組成物は、燃料添加物を更に含む。さらなる実施態様において、燃料添加物は、酸素化物、抗酸化剤、熱安定性向上剤、セタン向上剤、安定剤、寒冷流動性向上剤、助燃剤、消泡剤、抗くもり添加物、腐食抑制剤、潤滑性向上剤、着氷阻害剤、噴霧器清浄添加物、煙抑制剤、抵抗減少添加物、金属不活性化剤、分散剤、洗浄剤、解乳化剤、色素、マーカー、静電気消散剤、殺生物剤、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される。
【００２９】
一部の実施態様において、本明細書に開示したテトラメチルシクロヘキサンは、
【化１０】
2010534251.tif 000011
、又はその少なくとも1つの立体異性体である。
【００３０】
その他の実施態様において、本明細書に開示したテトラメチルシクロヘキサンは、
【化１１】
2010534251.tif 000012
、又はその少なくとも1つの立体異性体である。
【００３１】
一つの態様において、石油系燃料成分、及びシクロヘキサン環に四級炭素原子を有する少なくとも1つのテトラメチルシクロヘキサンを含む燃料組成物が、本明細書に提供される。一部の実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンの量は、燃料組成物の総重量に基づいて、少なくとも約1重量%である。その他の実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンの量は、燃料組成物の総重量に基づいて、少なくとも約5重量%である。
【００３２】
一部の実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンは、
【化１２】
2010534251.tif 000013
、又はその少なくとも1つの立体異性体である。
【００３３】
その他の実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンは、
【化１３】
2010534251.tif 000014
、又はその少なくとも1つの立体異性体である。
【００３４】
特定の実施態様において、石油系燃料成分は、ガソリン、ジェット燃料、灯油、又はこれらの組み合わせである。その他の実施態様において、燃料組成物の総重量に基づいて、石油系燃料成分の量は、少なくとも約40重量%であり、かつテトラメチルシクロヘキサンの量は、約5重量%〜約50重量%である。
【００３５】
一部の実施態様において、本明細書に開示した燃料組成物は、以下を含む：
（a）
【化１４】
2010534251.tif 000015
、又はその少なくとも1つの立体異性体；
（b）
【化１５】
2010534251.tif 000016
、又はその少なくとも1つの立体異性体；
（c）
【化１６】
2010534251.tif 000017
、又はその少なくとも1つの立体異性体；及び、
（d）
【化１７】
2010534251.tif 000018
、又はその少なくとも1つの立体異性体、
ここで、（a）、及び（b）の総量は、（a)-(d）の総重量に基づいて、約1重量%〜約99重量%であり、かつ（c）、及び（d）の総量は、0.5重量%〜約50重量%である。
【００３６】
特定の実施態様において、燃料組成物は、以下の化合物を更に含む：
（e）
【化１８】
2010534251.tif 000019
、又はその少なくとも1つの立体異性体； 
（f）
【化１９】
2010534251.tif 000020
、及び
（g）
【化２０】
2010534251.tif 000021
、又はその少なくとも1つの立体異性体；
ここで、（e）の量は、（a)-(g）の総重量に基づいて、0重量%〜約50重量%であり、（f）の量は、約0.1重量%〜約20重量%であり、かつ（g）の量は、約0.1重量%〜約30重量%である。
【００３７】
一部の実施態様において、燃料組成物における（a）、及び（b）の総量は、（a)-(g）の総重量に基づいて、約50重量%〜約99重量%である。
【００３８】
別の実施態様において、（a）シクロヘキサン環に四級炭素原子を有する少なくとも1つのテトラメチルシクロヘキサンを形成するために水素化触媒の存在下においてピネンを水素と接触する工程；及び（b）燃料組成物を製造するために燃料成分とテトラメチルシクロヘキサンを混合する工程を含む、燃料組成物を製造する方法が、本明細書に提供される。一部の実施態様において、燃料成分は、石油系燃料成分である。
【００３９】
特定の実施態様において、ピネンは、α-ピネン、β-ピネン、又はこれらの組み合わせである。その他の実施態様において、水素化触媒は、ルテニウム触媒を含む。
【００４０】
別の態様において、内燃機関；該内燃機関に接続する燃料タンク；及び燃料タンク内の燃料組成物を含む乗物であって、該燃料組成物は、該燃料組成物、及び燃料成分の総重量に基づいて、シクロヘキサン環に四級炭素原子を有する少なくとも1つのテトラメチルシクロヘキサンを含み、該燃料組成物は、該内燃機関に動力を供給するために使用される乗物が、本明細書に提供される。特定の実施態様において、内燃機関は、ガソリン機関である。
【００４１】
特定の実施態様において、本明細書に開示した燃料組成物は、約7.0psi〜約15.0psiのReid蒸気圧を有する。その他の実施態様において、本明細書に開示した燃料組成物は、RBOB、又はCARBOBである。さらなる実施態様において、本明細書に開示した燃料組成物は、RBOB、又はCARBOBの規格を満たす。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】イソペンテニル二リン酸エステル（「IPP」）の産生のためのメバロネート（「MEV」）経路の概略図である。
【００４３】
【図２】IPP、及びジメチルアリルピロホスフェート（「DMAPP」）の産生のためのDXP経路の概略図である。Dxsは、1-デオキシ-D-キシルロース-5-ホスフェートシンターゼであり；Dxrは、1-デオキシ-D-キシルロース-5-ホスフェートレダクトイソメラーゼ（IspCとしても知られる）であり；IspDは、4-ジホスホシチジル-2C-メチル-D-エリスリトールシンターゼであり；IspEは、4-ジホスホシチジル-2C-メチル-D-エリスリトールシンターゼであり；IspFは、2C-メチル-D-エリスリトール2,4-シクロジホスフェートシンターゼであり；IspGは、l-ヒドロキシ-2-メチル-2-(E)-ブテニル4-ジホスフェートシンターゼ（IspG）であり；及びispHは、イソペンテニル／ジメチルアリルジホスフェートシンターゼである。
【００４４】
【図３】1分子のIPP、及び1分子のDMAPPの、ゲラニル二リン酸エステル（「GPP」）への変換の概略図である。この工程を触媒することが知られている酵素は、例えばゲラニル二リン酸エステルシンターゼである。
【００４５】
【図４】発現プラスミドpTrc99A-APS、pTrc99A-GTS、pTrc99A-TS、pTrc99A-BPS、pTrc99A-SS、及びpTrc99A-LMSのプラスミド地図の概略図である。
【００４６】
【図５】図5A、及び5Bは、それぞれAMG-500、及びCARBOBにおけるAMG-500の種々の混合物の蒸留プロフィールを示す。
【００４７】
（定義）
「生体工学によって作られた化合物」は、任意の古細菌、細菌、又は真核生物細胞、又は微生物を含む宿主細胞よって製造された化合物をいう。
【００４８】
「生物燃料」は、バイオマス、すなわちウシからの肥料などのごく最近まで生きている生物、又はこれらの代謝性副産物に由来する任意の燃料である。これは、石油、石炭、及び核燃料などのその他の天然資源とは異なり、再生可能なエネルギー源である。
【００４９】
「生体工学によって作られた燃料」は、部分的には、任意の古細菌、細菌、又は真核生物の細胞、又は微生物を含む宿主細胞よって製造される燃料をいう。
【００５０】
「燃料」は、1つ以上の炭化水素、1つ以上のアルコール、1つ以上の脂肪酸エステル、又はその混合物をいう。好ましくは、液化炭化水素が使用される。燃料は、ピストンエンジン（例えば、ガソリン機関、及びディーゼルエンジン）、ワンケルエンジン、ジェットエンジン、いくつかのロケットエンジン、ミサイルエンジン、及びガスタービンエンジンなどの内燃機関に動力を供給するために使用することができる。一部の実施態様において、燃料は、典型的にはアルカン、シクロアルカン、及び芳香族炭化水素などの炭化水素の混合物を含む。その他の実施態様において、燃料は、本明細書に開示した置換されたシクロアルカンの1つ以上を含む。
【００５１】
「燃料添加物」は、燃料の特性を変化させるために、例えば性能、燃料処理、燃料の安定度を改善するために、又は混入物制御のために、燃料に添加される化学成分をいう。添加物のタイプには、抗酸化剤、熱安定性向上剤、セタン向上剤、安定剤、寒冷流動性向上剤、助燃剤、消泡剤、抗くもり添加物、腐食抑制剤、潤滑性向上剤、着氷阻害剤、噴霧器清浄添加物、煙抑制剤、抵抗減少添加物、金属不活性化剤、分散剤、洗浄剤、解乳化剤、色素、マーカー、静電気消散剤、殺生物剤、及びこれらの組み合わせを含むが、限定されない。「従来の添加物」という用語には、本明細書に開示した置換されたシクロアルカンではない、上記のものなどの、当業者に公知の燃料添加物をいう。
【００５２】
「燃料組成物」は、少なくとも2つの燃料成分を含む燃料である。
【００５３】
「燃料成分」は、燃料組成物を開発するために使用される任意の化合物、又は化合物の混合物をいう。「主要燃料成分」、及び「微量燃料成分」がある。主要燃料成分は、容量の少なくとも50％まで燃料組成物に存在し；及び微量燃料成分は、50%未満まで燃料組成物に存在する。燃料添加物は、微量燃料成分である。本明細書に開示したテトラメチルシクロヘキサンは、それ自体によって、又はその他の燃料成分との混合物において、主要成分、又は微量成分であることができる。
【００５４】
「イソプレノイド」、及び「イソプレノイド化合物」は、本明細書において同義的に使用され、IPPに由来するとができる化合物をいう。
【００５５】
「イソプレノイド出発材料」は、宿主細胞によって製造され得るイソプレノイド化合物をいう。
【００５６】
「C10ソプレノイド」、又は「Ｃ10イソプレノイド化合物」は、10炭素原子からなるイソプレノイドをいう。特定の実施態様において、C10イソプレノイドは、四級炭素を有するテトラメチルシクロヘキサン、例えば1,1,2,3-テトラメチルシクロヘキサン、及び1,1,2,5-テトラメチルシクロヘキサンなどの本明細書に開示したテトラメチルシクロヘキサンである。
【００５７】
「ジェット燃料」は、ジェットエンジンに使用するために適した燃料をいう。
【００５８】
「石油系燃料」は、石油の微小留出物を含む燃料をいう。
【００５９】
「RBOB」、又は酸素化物ブレンディングのための再処理ブレンドストック（Reformulated Blendstock for Oxygenate Blending）は、酸素化物、例えば、エタノールとの混合のために適した非酸素化ガソリンをいう。特定の実施態様において、RBOBは、空気浄化法（Clean Air Act）の211（k）項の下で、米国環境保護局の要求を満たす。「CARBOB」は、カリフォルニア州空気資源委員会によって規制されたように、カリフォルニア州で使用するために適したRBOBをいう。「AZRBOB」、又は酸素化物ブレンディングのためのアリゾナブレンドストック（Arizona Blendstock for Oxygenate Blending）は、アリゾナで使用するための酸素化物との混合のために適した非酸素化ガソリンをいう。「LVRBOB」、又は酸素化物混合のためのラスベガスブレンドストック（Las Vegas Blendstock for Oxygenate Blending）は、ラスベガスで使用するための酸素化物との混合のために適した非酸素化したガソリンをいう。
【００６０】
燃料組成物の「Reid蒸気圧」、又は「RVP」は、100°F（約37.8℃）にて燃料組成物によって及ぼされる絶対蒸気圧をいう。一般に、RVP値が高いほど、燃料組成物は、容易に蒸発するであろう。燃料組成物の蒸気圧は、当業者によって許容し得る任意の標準的方法に従って測定してもよい。特定の実施態様において、Reid蒸気圧は、ASTM D323-06に従って測定される。
【００６１】
本明細書に使用される「実質的に純粋な」化合物である組成物は、1つ以上のその他の化合物を実質的に含まない、すなわち組成物が、組成物の総容量に基づいて、80容量%を上回る、90容量%を上回る、95容量%を上回る、96容量%を上回る、97容量%を上回る、98容量%を上回る、99容量%を上回る、99.5容量%を上回る、99.6容量%を上回る、99.7容量%を上回る、99.8容量%を上回る、若しくは99.9容量%を上回る化合物か；又は20容量%未満、10容量%未満、5容量%未満、3容量%未満、1容量%未満、0.5容量%未満、0.1容量%未満、若しくは0.01容量%未満の1つ以上のその他の化合物を含む。
【００６２】
本明細書に使用され、及び特に明記しない限り、化合物を「実質的に含まない」とは、組成物が、組成物の総容量に基づいて、20容量%未満、10容量%未満、5容量%未満、4容量%未満、3容量%未満、2容量%未満、1容量%未満、0.5容量%未満、0.1容量%未満、又は0.01容量%未満の化合物を含むことを意味する。
【００６３】
「テトラメチルシクロヘキサン」は、4つのメチル基で置換されたシクロヘキサンをいう。また、本用語には、テトラメチルシクロヘキサンが1つ以上のさらなる置換基で更に置換された化合物を含む。特定の実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンは、四級炭素を含む。一部の実施態様において、四級炭素を有するテトラメチルシクロヘキサンには、1,1,2,3-テトラメチルシクロヘキサン、及び1,1,2,5-テトラメチルシクロヘキサンを含む。
【００６４】
「四級炭素」は、単結合で4つのその他の炭素原子に結合された炭素原子をいう。
【００６５】
以下の説明において、本明細書に開示した全ての数は、「約」、又は「およそ」という語がそれとともに使用されるか否かにかかわらず、近似値である。これらは、1パーセント、2パーセント、5パーセント、又は時には10〜20パーセントまで異なっていてもよい。下限RL、及び上限RUをもつ数値範囲が開示されるときはいつでも、範囲内に入っているあらゆる数が具体的に開示される。特に、範囲内の以下の数は、具体的に開示される：R=RL+k*（RU-RL）、式中kは、1パーセントの増分で1パーセント〜100パーセントの範囲の変数であり、すなわちkは、1パーセント、2パーセント、3パーセント、4パーセント、5パーセント、…、50パーセント、51パーセント、52パーセント、…、95パーセント、96パーセント、97パーセント、98パーセント、99パーセント、又は100パーセントである。更に、上記において定義したような2つのR数によって定義される任意の数の範囲も、具体的に開示される。
【００６６】
加えて、本明細書に記述した特定の化合物は、特に明記しない限り、1つ以上の二重結合を有してもよく、Z、又はE異性体として存在することができるい。本発明は、加えて、その他の異性体を実質的に含まない個々の異性体として、及び或いは、各種異性体の混合物、例えば立体異性体のラセミ混合物として、化合物を包含する。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
（本発明の実施態様の記述）
燃料成分、燃料組成物、並びにこれらを製作し、及び使用する方法が、本明細書に提供される。
【００６８】
（燃料組成物）
一つの態様において、以下を含む燃料組成物が本明細書に提供される：
（a）燃料組成物の総量に基づいて、少なくとも0.5%の量のテトラメチルシクロヘキサン；及び
（b）燃料成分。
【００６９】
燃料組成物におけるテトラメチルシクロヘキサンの量は、燃料組成物の総量に基づいて、0.5%〜約99%、0.5%〜約98%、約1%〜約90%、約1%〜約75%、約1%〜約50%、約1%〜約40%、約1%〜約30%、約5%〜約75%、約5%〜約60%、約5%〜約50%、約5%〜約40%、又は約5%〜約30%であることができる。特定の実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンの量は、燃料組成物の総量に基づいて、少なくとも約1%、少なくとも約2%、少なくとも約3%、少なくとも約4%、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、少なくとも約35%、少なくとも約40%、少なくとも約45%、少なくとも約50%、少なくとも約55%、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、又は少なくとも約95%である。その他の実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンの量は、燃料組成物の総量に基づいて、多くても約1%、多くても約2%、多くても約3%、多くても約4%、多くても約5%、多くても約10%、多くても約15%、多くても約20%、多くても約25%、多くても約30%、多くても約35%、多くても約40%、多くても約45%、多くても約50%、多くても約55%、多くても約60%、多くても約65%、多くても約70%、多くても約75%、多くても約80%、多くても約85%、多くても約90%、又は多くても約95%である。一部の実施態様において、量は、燃料組成物の総重量に基づいて、重量%のものである。その他の実施態様において、量は、燃料組成物の総容積に基づいて、容量%のものである。
【００７０】
一部の実施態様において、燃料組成物におけるテトラメチルシクロヘキサンの総量は、燃料組成物の総重量、又は容積に基づいて、重量、又は容積の約1%〜約99である。さらなる実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンの総量は、燃料組成物の総重量、又は容積に基づいて、重量、又は容積の約25%〜約98％である。さらなる実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンの総量は、燃料組成物の総重量、又は容積に基づいて、重量、又は容積の約50%〜約95％である。
【００７１】
一部の実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンは、シクロヘキサン環に少なくとも1つの四級炭素原子を有するテトラメチルシクロヘキサンであるか、又は含む。少なくとも1つの四級炭素原子を有する適切なテトラメチルシクロヘキサンのいくつかの非限定的な例には、下記に示したとおりの化合物（l)-(9）、及びこれらの立体異性体を含む：
【化２１】
2010534251.tif 000022
【００７２】
一部の実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンは、式（1）：
【化２２】
2010534251.tif 000023
を有する1,1,2,3-テトラメチルシクロヘキサン、若しくはその1つ以上の立体異性体であるか、又はを含む。
【００７３】
その他の実施態様において、1,1 ,2,3-テトラメチルシクロヘキサンは、以下の化合物の1つ以上であるか、又は含む：
【化２３】
2010534251.tif 000024
【００７４】
一部の実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンは、式（2）：
【化２４】
2010534251.tif 000025
を有する1,1,2,5-テトラメチルシクロヘキサン、若しくはその1つ以上の立体異性体であるか、又は含む。
【００７５】
その他の実施態様において、1,1,2,5-テトラメチルシクロヘキサンは、以下の化合物の1つ以上であるか、又は含む：
【化２５】
2010534251.tif 000026
【００７６】
一部の実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンは、
【化２６】
2010534251.tif 000027
の両方、若しくはその立体異性体であるか、又は含む。
【００７７】
その他の実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンは、以下の化合物の1つ以上であるか、又は含む：
【化２７】
2010534251.tif 000028
【００７８】
一部の実施態様において、燃料成分は、石油系燃料成分である。本明細書に開示した燃料組成物における石油系燃料成分の量は、燃料組成物の総量に基づいて、0.1%〜99%、1%〜95%、2%〜90%、3%〜85%、5%〜80%、5%〜70%、5%〜60%、又は5%〜50%まであってもよい。特定の実施態様において、石油系燃料成分の量は、燃料組成物の総量に基づいて、95%未満、90%未満、85%未満、75%未満、70%未満、65%未満、60%未満、55%未満、50%未満、45%未満、40%未満、35%未満、30%未満、25%未満、20%未満、15%未満、10%未満、5%未満、4%未満、3%未満、2%未満、1%未満、又は0.5%未満である。その他の実施態様において、石油系燃料成分の量は、燃料組成物の総量に基づいて、少なくとも95%、少なくとも90%、少なくとも85%、少なくとも75%、少なくとも70%、少なくとも65%、少なくとも60%、少なくとも55%、少なくとも50%、少なくとも45%、少なくとも40%である、少なくとも35%、少なくとも30%、少なくとも25%、少なくとも20%、少なくとも15%、少なくとも10%、少なくとも5%、少なくとも4%、少なくとも3%、少なくとも2%、少なくとも1%、又は少なくとも0.5%である。一部の実施態様において、量は、燃料組成物の総重量に基づいて、重量%のものである。その他の実施態様において、量は、燃料組成物の総容量に基づいて、容量%のものである。
【００７９】
一部の実施態様において、石油系燃料成分は、ガソリンである。特定の実施態様において、燃料組成物は、ガソリン燃料組成物である。特定の実施態様において、ガソリンは、参照により本明細書に組み込まれる、ガソリンに関するASTM D 4814で特定されるような、9つのガソリン特性の1つ以上を満たす。一般に、従来のガソリンは、石油の分留で得られる沸点が約200℃を下回る炭化水素の混合物である。ガソリンの沸点範囲の炭化水素成分は、一般に分子構造に4〜12炭素原子を有するものである。一般に、ガソリンは、組成物において広く異なり得るし；同じオクタン価をもつガソリンでさえ、全く異なるであろう。
【００８０】
一部の実施態様において、燃料組成物は、RBOBであるか、又はRBOBの規格を満たす。その他の実施態様において、燃料組成物は、CARBOBであるか、又はCARBOBの規格を満たす。さらなる実施態様において、燃料組成物は、AZRBOBであるか、又はAZRBOBの規格を満たす。さらなる実施態様において、燃料組成物は、LVRBOBであるか、又はLVRBOBの規格を満たす。特定の実施態様において、本明細書に記述したとおりのRBOB燃料組成物、及び酸素化物を含む燃料組成物が本明細書に提供される。特定の実施態様において、本明細書に記述したとおりのRBOB燃料組成物、及びエタノールを含む燃料組成物が本明細書に提供される。特定の実施態様において、本明細書に記述したとおりのCARBOB燃料組成物、及び酸素化物を含む燃料組成物が本明細書に提供される。特定の実施態様において、本明細書に記述したとおりのCARBOB燃料組成物、及びエタノールを含む燃料組成物が本明細書に提供される。特定の実施態様において、本明細書に記述したとおりのAZRBOB燃料組成物、及び酸素化物を含む燃料組成物が本明細書に提供される。特定の実施態様において本明細書に記述したとおりのAZRBOB燃料組成物、及びエタノールを含む、燃料組成物が本明細書に提供される。特定の実施態様において、本明細書に記述したとおりのLVRBOB燃料組成物、及び酸素化物を含む燃料組成物が本明細書に提供される。特定の実施態様において、本明細書に記述したとおりのLVRBOB燃料組成物、及びエタノールを含む燃料組成物が本明細書に提供される。
【００８１】
特定の実施態様において、Reid蒸気圧（RVP）に関する連邦、若しくは地域の季節的な要求、又は規定を満たす燃料組成物が提供される。本明細書に開示した特定の燃料組成物、又は成分は、低RVPを有することができる。従って、これらは、その他の燃料成分、例えばガソリン燃料成分とより高いRVPで混合して、生じる燃料組成物のRVPを調整すること、又は低くすることができる。従って、本明細書に開示した燃料組成物、例えば本明細書に開示したテトラメチルシクロヘキサンを含む燃料組成物を、燃料成分に添加する工程を含む、燃料成分のRVPを調整する方法が、本明細書に提供される。
【００８２】
特定の実施態様において、1平方インチあたり約7.0ポンド（psi）〜約15.0psiのRVPを有する燃料組成物が本明細書に提供される。一部の実施態様において、約8.0〜約10.0psiのRVPを有する燃料組成物が本明細書に提供される。特定の実施態様において、約5.78psiのRVPを有する燃料組成物が本明細書に提供される。一部の実施態様において、約6.8psiのRVPを有する燃料組成物が本明細書に提供される。特定の実施態様において、約7.0psiのRVPを有する燃料組成物が本明細書に提供される。一部の実施態様において、約7.1psiのRVPを有する燃料組成物が本明細書に提供される。特定の実施態様において、約7.8psiのRVPを有する燃料組成物が本明細書に提供される。一部の実施態様において、約8.0psiのRVPを有する燃料組成物が本明細書に提供される。特定の実施態様において、約8.5psiのRVPを有する燃料組成物が本明細書に提供される。一部の実施態様において、約9.0psiのRVPを有する燃料組成物が本明細書に提供される。特定の実施態様において、約10.0psiのRVPを有する燃料組成物が本明細書に提供される。一部の実施態様において、約11.0psiのRVPを有する燃料組成物が本明細書に提供される。特定の実施態様において、約11.5psiのRVPを有する燃料組成物が本明細書に提供される。一部の実施態様において、約12.5psiのRVPを有する燃料組成物が本明細書に提供される。特定の実施態様において、約13.5psiのRVPを有する燃料組成物が本明細書に提供される。一部の実施態様において、約14.0psiのRVPを有する燃料組成物が本明細書に提供される。特定の実施態様において、約15.0psiのRVPを有する燃料組成物が本明細書に提供される。
【００８３】
その他の実施態様において、石油系燃料成分は、灯油である。一般の従来の灯油は、炭化水素の混合物であり、285°F〜610°F（140℃〜320℃）の沸点を有する。
【００８４】
更に他の実施態様において、石油系燃料成分は、ジェット燃料である。当業者に公知の任意のジェット燃料を本明細書において使用することができる。米国材料試験協会（「American Society for Testing and Materials：ASTM」）、及び英国国防省（「United Kingdom Ministry of Defense：MOD」）は、一般航空タービン燃料、又はジェット燃料についての規格を設定し、及び維持する先導役をとってきた。これらの2つの組織によって発行されたそれぞれの規格は、非常に似ているが、同一ではない。多くのその他の国も、ジェット燃料に関してそれ自体の国家規格を発行するが、これらは、ASTM、又はMODの規格と非常に近いか、又は完全に同一であり得る。ASTM D 1655は、航空タービン燃料（Aviation Turbine Fuels）のための標準仕様であり、Jet A、Jet A-1、及びJet B燃料のための規格を含む。防御標準（Defence Standard）91-91は、Jet A-1のためのMOD規格である。
【００８５】
最も一般的なジェット燃料は、Jet A-1として分類された灯油／パラフィン油系燃料であり、これは、国際的に標準化された規格のセットのために生産される。米国においてのみ、Jet Aとして知られるJet A-1のバージョンも使用される。一般人の航空に一般に使用される別のジェット燃料は、Jet Bと呼ばれる。Jet Bは、ナフサ-灯油領域のより軽い燃料であり、これは、その増強された寒冷-天候性能のために使用される。Jet A、Jet A-1、及びJet Bは、ASTM規格D. 1655-68において特定されている。或いは、ジェット燃料は、世界中の軍隊よってJP数の異なる系統で分類されている。いくつかは、これらの一般人の対応物とほぼ同一であるし、わずかな添加物の量によってのみ異なる。例えば、Jet A1は、JP-8と同じであり、Jet Bは、JP-4と同じである。或いは、ジェット燃料は、灯油、又はナフサ-型としても分類することができる。灯油-型ジェット燃料のいくつかの非限定的な例には、Jet A、Jet Al、JP-5、及びJP-8を含む。ナフサ-型ジェット燃料のいくつかの非限定的な例には、Jet B、及びJP-4を含む。
【００８６】
Jet Aは、米国において使用されるが、世界の大部分の残りは、Jet A-1を使用する。Jet Aは、そのより高い-40℃の氷点を除いて、Jet-A1と同じである。Jet AとJet A1との間の重要な相違は、最大氷点である。Jet A-1は、-47℃のより低い最大凍結温度を有するが、Jet Aは、-40℃の最大凍結温度を有する。Jet A-1の様に、Jet Aは、最小38℃のかなり高い引火点を有し、210℃の自然発火温度をもつ。
【００８７】
特定の実施態様において、燃料成分は、燃料添加物である。一部の実施態様において、燃料添加物は、燃料組成物の総重量、又は容積に基づいて、重量、又は容積の約0.1%〜50％未満である。さらなる実施態様において、燃料添加物は、酸素化物、抗酸化剤、熱安定性向上剤、セタン向上剤、安定剤、寒冷流動性向上剤、助燃剤、消泡剤、抗くもり添加物、腐食抑制剤、潤滑性向上剤、着氷阻害剤、噴霧器清浄添加物、煙抑制剤、抵抗減少添加物、金属不活性化剤、分散剤、洗浄剤、解乳化剤、色素、マーカー、静電気消散剤、殺生物剤、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される。
【００８８】
本明細書に開示した燃料組成物における燃料添加物の量は、燃料組成物の総量に基づいて、約0.1%〜約45%未満、約0.2%〜約40%、約0.3%〜約30%、約0.4%〜約20%、約0.5%〜約15%、又は約0.5%〜約10%であってもよい。特定の実施態様において、燃料添加物の量は、燃料組成物の総量に基づいて、約50%未満、約45%未満、約40%未満、約35%未満、約30%未満、約25%未満、約20%未満、約15%未満、約10%未満、約5%未満、約4%未満、約3%未満、約2%未満、約1%未満、又は約0.5%未満である。一部の実施態様において、量は、燃料組成物の総重量に基づいて、重量%のものである。その他の実施態様において、量は、燃料組成物の総容積に基づいて、容量%のものである。
【００８９】
いくつかの従来の燃料添加物は、自動車技師協会によって「ガソリン：添加物、排気、及び性能」、SAE International、1995（ISBN：1560916451）に記述されており、これは、参照により本明細書に組み込まれる。更に、以下の米国特許第は、添加物として本発明の実施態様に使用することができる種々の燃料添加物を開示する：
【数１】
2010534251.tif 000029
前述の米国特許の全ての開示は、これらの全体が本明細書に参照により組み込まれる。
【００９０】
燃料添加物の例示的な例は、以下で更に詳細に記述してある。燃料組成物における酸素の重量%を増加させる酸素化物は、１つの例である。一般に、酸素化物は、2つのクラスの有機化合物、すなわちアルコール、及びエーテルに分類することができる、炭素、水素、及び酸素を含む引火性の液体である。適切な酸素化物のいくつかの非限定的な例には、エタノール、メチル三級ブチルエーテル（MTBE）三級アミルメチルエーテル（TAME）、及びエチル三級ブチルエーテル（ETBE）を含む。
【００９１】
潤滑性向上剤は、別の例である。典型的には、燃料における潤滑性向上剤の濃度は、1〜50,000ppm、好ましくは約10〜20,000ppm、及びより好ましくは25〜10,000ppmの範囲に入る。潤滑性向上剤のいくつかの非限定的な例には、脂肪酸のエステルを含む。
【００９２】
安定剤は、燃料組成物の貯蔵安定性を改善する。安定剤のいくつかの非限定的な例には、三級アルキル一級アミンを含む。安定剤は、燃料組成物の総重量に基づいて、約0.001〜約2重量%の濃度、及び一つの実施態様において約0.01〜約1重量％にて燃料組成物に存在してもよい。
【００９３】
助燃剤は、燃料組成物の質量燃焼速度を増加させる。助燃剤のいくつかの非限定的な例には、フェロセン（ジシクロペンタジエニル鉄）、鉄系助燃剤（例えば、Turbotect（USA）Inc., Tomball、TexasからのTURBOTECT（商標）ER-18）、バリウム系助燃剤、セリウム系助燃剤、並びに鉄、及びマグネシウム系助燃剤（例えば、Turbotect（USA）Inc., Tomball、TexasからのTURBOTECT（商標）703）を含む。助燃剤は、燃料組成物の総重量に基づいて、約0.001〜約1重量%、及び一つの実施態様において約0.01〜約1重量％の濃度にて燃料組成物に存在してもよい。
【００９４】
貯蔵における燃料の酸化によって生じる燃料系統成分に対するゴム質沈殿の形成を防止し、及び／又は特定の燃料組成物におけるペルオキシド化合物の形成を阻害する抗酸化剤抗酸化剤を本明細書において使用することができる。抗酸化剤は、燃料組成物の総重量に基づいて、約0.001〜約5重量%、及び一つの実施態様において約0.01〜約1重量％の濃度にて燃料組成物に存在してもよい。
【００９５】
静電気消散剤は、高流速燃料移送装置を介した燃料の移動よって発生する静電気の効果を減少させる。静電気消散剤は、燃料組成物の総重量に基づいて、約0.001〜約5重量%、及び一つの実施態様において約0.01〜約1重量％の濃度にて燃料組成物に存在してもよい。
【００９６】
腐食抑制剤は、パイプライン、及び燃料貯蔵タンクなどの燃料取扱設備における鉄合金を腐食から保護する。さらなる潤滑性が望まれる環境において、組成物の減摩性を改善する腐食抑制剤も使用することができる。腐食抑制剤は、燃料組成物の総重量に基づいて、約0.001〜約5重量%、及び一つの実施態様において約0.01〜約1重量％の濃度にて燃料組成物に存在してもよい。
【００９７】
燃料系統着氷阻害剤は、また着氷防止添加物と呼ばれ、高い高度で冷えることによってジェット燃料から凝結する水の氷点を減少させ、エンジンへの燃料の流れを制限する氷晶の形成を防止する。特定の燃料系統着氷阻害剤は、殺生物剤としても作用することができる。燃料系統着氷阻害剤は、燃料組成物の総重量に基づいて、約0.001〜5重量%、及び一つの実施態様において約0.01〜約1重量％の濃度にて燃料組成物に存在してもよい。
【００９８】
殺生物剤は、燃料組成物における微生物増殖と戦うために使用される。殺生物剤は、燃料組成物の総重量に基づいて、約0.001〜約5重量%、及び一つの実施態様において約0.01〜約1重量％の濃度にて燃料組成物に存在してもよい。
【００９９】
金属不活性化剤は、いくつかの金属、特に銅が燃料酸化させるという触媒効果を抑制する。金属不活性化剤は、燃料組成物の総重量に基づいて、約0.001〜約5重量%、及び一つの実施態様において約0.01〜約1重量％の濃度にて燃料組成物に存在してもよい。
【０１００】
熱安定性向上剤は、航空燃料系の高温領域における沈着形成を阻害するために使用される。熱安定性向上剤は、燃料組成物の総重量に基づいて、約0.001〜約5重量%、及び一つの実施態様において約0.01〜約1重量％の濃度にて燃料組成物に存在してもよい。
【０１０１】
一部の実施態様において、本明細書に開示した燃料組成物は、芳香族化合物を更に含む。一部の実施態様において、芳香族化合物は、イソプレノイド化合物であるか、又は含む。その他の実施態様において、芳香族化合物は、C10イソプレノイド化合物であるか、又は含む。
【０１０２】
一部の実施態様において、芳香族化合物は、
【化２８】
2010534251.tif 000030
であるか、又は含む。
【０１０３】
その他の実施態様において、芳香族化合物は、
【化２９】
2010534251.tif 000031
であるか、又は含む。
【０１０４】
特定の実施態様において、芳香族化合物は、
【化３０】
2010534251.tif 000032
であるか、又は含む。
【０１０５】
一部の実施態様において、燃料組成物における芳香族化合物の総量は、燃料組成物の総重量、又は容積に基づいて、重量、又は容積の約1%〜約50％である。その他の実施態様において、燃料組成物における芳香族化合物の総量は、燃料組成物の総重量、又は容積に基づいて、重量、又は容積の約10%〜約35％である。さらなる実施態様において、燃料組成物における芳香族化合物の総量は、燃料組成物の総重量、又は容積に基づいて、重量、又は容積の約10%〜約25％である。なおさらなる実施態様において、燃料組成物における芳香族化合物の総量は、燃料組成物の総重量、又は容積に基づいて、重量、又は容積の約25％未満である。
【０１０６】
一部の実施態様において、本明細書に開示した燃料組成物は、メチルイソプロピルシクロヘキサンを更に含む。特定の実施態様において、メチルイソプロピルシクロヘキサンは、
【化３１】
2010534251.tif 000033
である。
【０１０７】
その他の実施態様において、メチルイソプロピルシクロヘキサンは、以下の化合物の1つ以上であるか、又は含む：
【化３２】
2010534251.tif 000034
【０１０８】
特定のその他の実施態様において、メチルイソプロピルシクロヘキサンは、
【化３３】
2010534251.tif 000035
であるか、又はを含む。
【０１０９】
その他の実施態様において、メチルイソプロピルシクロヘキサンは、以下の化合物の1つ以上であるか、又は含む：
【化３４】
2010534251.tif 000036
【０１１０】
別の態様において、以下を含む燃料組成物が本明細書に提供される：
（a）
【化３５】
2010534251.tif 000037
、又はその少なくとも1つの立体異性体；
（b）
【化３６】
2010534251.tif 000038
、又はその少なくとも1つの立体異性体；
（c）
【化３７】
2010534251.tif 000039
、又はその少なくとも1つの立体異性体；及び、
（d）
【化３８】
2010534251.tif 000040
、又はその少なくとも1つの立体異性体、
ここで、（a）、（b）、（c）、及び（d）は、それぞれ、燃料組成物の総容積、又は重量に基づいて、容量、又は重量の少なくとも0.5％の量で存在する。その他の実施態様において（a）、（b）、（c）、及び（d）は、それぞれ、燃料組成物の総容積、又は重量に基づいて、容量、又は重量の少なくとも1％の量で存在する。
【０１１１】
一部の実施態様において、本明細書に開示した燃料組成物は、芳香族化合物を更に含む。その他の実施態様において、芳香族化合物は、以下からなる群から選択されるC10イソプレノイドである：
【化３９】
2010534251.tif 000041
；及びこれらの組み合わせ。
【０１１２】
特定の実施態様において、本明細書に開示した燃料組成物は、以下の化合物を更に含む：
（e）
【化４０】
2010534251.tif 000042
、又はその少なくとも1つの立体異性体；
（f）
【化４１】
2010534251.tif 000043
；及び、
（ｇ）
【化４２】
2010534251.tif 000044
、又はその少なくとも1つの立体異性体。
【０１１３】
一部の実施態様において、本明細書に開示した燃料組成物は、以下を含む：
（a）
【化４３】
2010534251.tif 000045
、又はその少なくとも1つの立体異性体；
（b）
【化４４】
2010534251.tif 000046
、又はその少なくとも1つの立体異性体；
（c）
【化４５】
2010534251.tif 000047
、又はその少なくとも1つの立体異性体；
（d）
【化４６】
2010534251.tif 000048
、又はその少なくとも1つの立体異性体；
（e）
【化４７】
2010534251.tif 000049
、又はその少なくとも1つの立体異性体
（f）
【化４８】
2010534251.tif 000050
：及び、
（g）
【化４９】
2010534251.tif 000051
、又はその少なくとも1つの立体異性体。
【０１１４】
一部の実施態様において、（a）、（b）、（c）、（d）、（e）、（f）、又は（g）の量は、重量%、又は容量%で、（a)-(d）、若しくは（a)-(g）、又は燃料組成物の総重量、又は総容積に基づいて、0%〜約99%、0%〜約50%、0%〜約40%、0%〜約30%、0%〜約20%、0%〜約10%、0%〜約5%、約0.1%〜約99%、約0.1%〜約50%、約0.1%〜約40%、約0.1%〜約30%、約0.1%〜約20%、約0.1%〜約10%、約0.1%〜約5%、約0.5%〜約99%、約0.5%〜約50%、約0.5%〜約40%、約0.5%〜約30%、約0.5%〜約20%、約0.5%〜約10%、約0.5%〜約5%、約1%〜約99%、約1%〜約50%、約1%〜約40%、約1%〜約30%、約1%〜約20%、約1%〜約10%、約1%〜約5%、約50%〜約99%、約60%〜約99%、約70%〜約99%、約80%〜約99%、又は約90%〜約99%である。
【０１１５】
その他の実施態様において、（a）、（b）、（c）、（d）、（e）、（f）、又は（g）の量は、重量%、又は容量%で、（a)-(d）、若しくは（a)-(g）、又は燃料組成物の総重量、又は総容積に基づいて、約1%、約3%未満、約5%未満、約10%未満、約20%未満、約30%未満、約40%未満、約50%未満、約60%未満、約70%未満、約80%未満、約85%未満、約90%未満、又は約95%未満である。
【０１１６】
さらなる実施態様において、（a）、（b）、（c）、（d）、（e）、（f）、又は（g）の量は、重量%、又は容量%で、（a)-(d）、若しくは（a)-(g）、又は燃料組成物の総重量、又は総容積に基づいて、少なくとも約0.1%、少なくとも約0.3%、少なくとも約0.5%、少なくとも約1%、少なくとも約3%、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約20%、少なくとも約30%、少なくとも約40%、少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、又は少なくとも約90%である。
【０１１７】
一部の実施態様において、（a）、及び（b）の量は、重量%、又は容量%で、（a)-(d）、若しくは（a)-(g）、又は燃料組成物の総重量、又は総容積に基づいて、約1%〜約99%、約10%〜約99%、約20%〜約99%、約30%〜約99%、約40%〜約99%、約50%〜約99%、約60%〜約99%、約70%〜約99%、約80%〜約99%、又は約90%〜約99%である。その他の実施態様において、（a）、及び（b）の総量は、重量%、又は容量%で、（a)-(d）、若しくは（a)-(g）、又は燃料組成物の総重量、又は総容積に基づいて、少なくとも約0.5%、少なくとも約1%、少なくとも約10%、少なくとも約20%、少なくとも約30%、少なくとも約40%、少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、又は少なくとも約90%である。
【０１１８】
一部の実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンの量は、重量%、又は容量%で、重量%、又は容量%で、（a)-(d）、若しくは（a)-(g）、又は燃料組成物の総重量、又は総容積に基づいて、約1%〜約99%、約10%〜約99%、約20%〜約99%、約30%〜約99%、約40%〜約99%、約50%〜約99%、約60%〜約99%、約70%〜約99%、約80%〜約99%、又は約90%〜約99%である。その他の実施態様において、テトラメチルシクロヘキサンの量は、重量%、又は容量%で、燃料組成物の総重量、又は総容積に基づいて、少なくとも約0.5%、少なくとも約1%、少なくとも約10%、少なくとも約20%、少なくとも約30%、少なくとも約40%、少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、又は少なくとも約95%である。
【０１１９】
特定の実施態様において、（c）、及び（d）の総量は、重量%、又は容量%で、（a)-(d）、若しくは（a)-(g）、又は燃料組成物の総重量、又は総容積に基づいて、0%〜約50%、0.1%〜約50%、約0.1%〜約40%、約0.1%〜約30%、約0.1%〜約20%、約0.1%〜約10%、約0.1%〜約5%、又は約0%〜約5%、0.5%〜約50%、約0.5%〜約40%、約0.5%〜約30%、約0.5%〜約20%、約0.5%〜約10%、約0.5%〜約5%、又は約0%〜約5%である。その他の実施態様において、（c）、及び（d）の総量は、重量%、又は容量%で、（a)-(d）、若しくは（a)-(g）、又は燃料組成物の総重量、又は総容積に基づいて、約50%未満、約40%未満、約30%未満、約20%未満、約10%未満、約5%未満、約3%未満、又は約1%未満である。
【０１２０】
一部の実施態様において、本明細書に開示した量は、（a)-(d）の総重量に基づいて、重量%のものである。その他の実施態様において、本明細書に開示した量は、（a)-(g）の総重量に基づいて、重量%のものである。さらなる実施態様において、本明細書に開示した量は、燃料組成物の総重量に基づいて、重量%のものである。特定の実施態様において、本明細書に開示した量は、（a）-（d）の総容積に基づいて、容量%のものである。その他の実施態様において、本明細書に開示した量は、（a)-(g）の総容積に基づいて、容量%のものである。さらなる実施態様において、本明細書に開示した量は、燃料組成物の総容積に基づいて、容量%のものである。
【０１２１】
一部の実施態様において、燃料組成物は、燃料成分を更に含む。更に他の実施態様において、燃料成分は、石油系燃料成分であるか、又は含む。更に他の実施態様において、燃料成分は、燃料添加物であるか、又は含む。
【０１２２】
（燃料組成物を製造するための方法）
別の態様において、
テトラメチルシクロヘキサンを形成するために、ピネンを触媒の存在下において水素と接触する工程；及び、
燃料組成物を製造するためにテトラメチルシクロヘキサンを燃料成分と混合する工程、
を含む、燃料組成物を製造する方法が本明細書に提供される。
【０１２３】
一部の実施態様において、本方法には、シクロヘキサン環に四級炭素原子を有する少なくとも1つのテトラメチルシクロヘキサンを形成するために、水素化触媒の存在下においてピネンを水素と接触する工程を含む。
【０１２４】
一部の実施態様において、ピネンは、α-ピネン：
【化５０】
2010534251.tif 000052
である。
【０１２５】
その他の実施態様において、ピネンは、β-ピネン：
【化５１】
2010534251.tif 000053
である。
【０１２６】
一部の実施態様において、ピネンは、α-ピネン、β-ピネン、又はこれらの組み合わせである。その他の実施態様において、ピネンは、宿主細胞によって作製される。
【０１２７】
特定の実施態様において、ピネンのテトラメチルシクロヘキサンへの水素付加は、ワンポット反応、又は合成である。ワンポット反応、又は合成は、反応物がただ1つ反応器における単一反応、又は連続化学反応に供されることによる化学的過程をいう。
【０１２８】
その他の実施態様において、ピネンのテトラメチルシクロヘキサンへの水素付加は、2つの工程を含む。第1工程では、ピネンがピナンに水素付加される。その後、ピナンがテトラメチルシクロヘキサンに更に水素付加される。
【０１２９】
水素付加がワンポット反応であるか、又は2つ以上の異なる反応を含むかどうかにかかわらず、水素付加は、典型的にはPd、Pd／C、Pt、PtO2、Rh、Ru（PPh）2Cl2、ニッケル、ラネーニッケル、及びこれらの組み合わせなどの水素化触媒の存在下において、1つ以上の反応物を水素と反応することによって生じる。一部の実施態様において、触媒は、Rh、又はRu（PPh3）2Cl2などのルテニウム触媒である。その他の実施態様において、触媒は、Rhなどのロジウム触媒である。特定の実施態様において、触媒は、Pd、又はPd／Cなどのパラジウム触媒である。さらなる実施態様において、触媒は、Pt、又はPtOなどの白金触媒である。さらなる実施態様において、触媒は、ニッケル、又はラネーニッケルなどのニッケル触媒である。
【０１３０】
水素化触媒は、約25m2／g〜約300m2／gの間の表面領域を有することができる。一部の実施態様において、水素化触媒の表面領域は、約50m2／g〜約250m2／gの間である。その他の実施態様において、水素化触媒の表面領域は、約70m2／g〜約250m2／gの間である。さらなる実施態様において、水素化触媒の表面領域は、約50m2／g〜約200m2／gの間である。特定の実施態様において、水素化触媒の表面領域は、約70m2／g〜約150m2／gの間である。水素化触媒は、約5〜約300ミクロン、約20〜約250ミクロン、約20〜約200ミクロン、約20〜約150ミクロン、約20〜約120ミクロン、約30〜約100ミクロン、又は約30〜約90ミクロンの範囲の平均粒子径を有することができる。
【０１３１】
水素化触媒は、支持物質上に分布させ、被覆させ、沈着させ、又は支持することができる。水素化触媒のための支持体として適切であることが当該技術分野において公知である任意の支持物質を、本明細書において使用することができる。適切な支持物質の非限定的な例は、活性炭などの炭素、活性アルミナ、又はミクロゲルアルミナなどのアルミナ、シリカ、シリカアルミナ、アルミナシリケート、苦土、珪藻土、フラー土、粘土、多孔性希土類ハライド、及びオキシルハライド、並びにこれらの組み合わせを含む。
【０１３２】
支持体材料は、約5m2／g〜約450m2／gの間に表面領域を有する粒子の形態であることができる。一部の実施態様において、支持物質の表面領域は、約10m2／g〜約400m2／gの間である。さらなる実施態様において、支持物質の表面領域は、約15m2／g〜約350m2／gの間である。特定の実施態様において、支持物質の表面領域は、約20m2／g〜約300m2／gの間である。支持物質は、約5〜約300ミクロン、約10〜約250ミクロン、約15〜約200ミクロン、約20〜約150ミクロン、又は約20〜約120ミクロンの範囲の平均粒子径を有することができる。
【０１３３】
水素化触媒、又は支持物質の表面領域は、参照により本明細書に組み込まれる、S. Brunauer、P. H. Emmett、及びE.Tellerの文献、Journal of American Chemical Society、60、309（1938）によって記述された表面領域を測定するBET（Brunauer-Emmet-Teller）法によって決定することができる。水素化触媒、又は支持物質の平均粒子径は、当業者に公知の任意の粒径測定法によって測定することができる。例えば、支持物質の平均粒子径は、当業者に公知のASTM D4460-00、又は任意の同様の方法によって得ることができる。
【０１３４】
一般に、水素付加の完了後、反応混合物は、洗浄し、濃縮し、及び乾燥して、望まれる水素付加された生成物を生じさせることができる。或いは、C=C結合をC-C結合に還元させることができる任意の還元剤を使用することもできる。このような還元剤の例示的な例は、酸素雰囲気下における、5-エチル-3-メチルルミフラビニウム過塩素酸などの触媒の存在下におけるヒドラジンである。ヒドラジンで還元反応は、参照により本明細書に組み込まれる、Imadaらの文献、J. Am. Chem. Soc、127、14544-14545（2005）に開示されている。
【０１３５】
その他の実施態様において、水素付加反応は、その他の立体異性体を実質的に含まない立体特異的な水素付加された生成物を形成するように、ロジウム-キラルジホスフィン錯体などの不斉水素化触媒の存在下において実施される。不斉水素化触媒の非限定的な例は、ロジウム-DIPAMP触媒を含む。ロジウム-DIPAMP触媒、及びその他の不斉水素化触媒は、Vineyardらの文献、J. Am. Chem. Soc. 1977, 99,（18）, 5946；Ryoji Noyoriの文献、「有機合成における不斉触媒作用法」、John Wiley & Sons Inc., New York, Chapter 2、pp. 16-94（1994）；及びBlaserらの文献、「工業規模での不斉触媒作用法：挑戦、アプローチ、及び溶液」、Wiley-VCH、Weinheim、pp. 23-52（2004）に開示されており、これらの全てが、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０１３６】
一部の実施態様において、水素化反応は、2工程で生じる。第1の工程において、スキーム1に示すとおり。
【化５２】
2010534251.tif 000054
【０１３７】
その他の実施態様において、α-ピネン、又はβ-ピネンは、以下：
【化５３】
2010534251.tif 000055
に示すように、優先して、又は実質的にピナンの2つの可能な立体異性体の1つを形成するように、不斉水素化触媒の存在下において、水素付加することができる。
【０１３８】
一旦ピネンがピナンに変換されると、その後の水素化反応は、スキーム2に示すように、ピナンを1つ以上のテトラメチルシクロヘキサンに変換することができる。
【化５４】
2010534251.tif 000056
【０１３９】
一部の実施態様において、第1の工程のものと同じ触媒、及び反応条件が第2の工程に使用される。その他の実施態様において、異なる触媒が、第2の水素化反応のために使用される。更に他の実施態様において、同じ触媒が使用されるが、異なる反応条件が適用される。さらなる実施態様において、ピネンの1つ以上のテトラメチルシクロヘキサンへの変換は、ワンポット反応で生じる。なおさらなる実施態様において、ピネンの1つ以上のテトラメチルシクロヘキサンへの変換は、ピナンが単一の逐次反応の中間体である単一の逐次反応において生じる。
【０１４０】
スキーム2の反応の温度、及び圧力に応じて、反応は：
【化５５】
2010534251.tif 000057
などのさらなる生成物を生じてもよい。
【０１４１】
スキーム2の反応の別のさらなる生成物は、ジメチルオクタン：
【化５６】
2010534251.tif 000058
であってもよい。
【０１４２】
特定の実施態様において、ピナンは、トランス-ピナン（25）である。その他の実施態様において、ピナンは、シス-ピナン（26）である。更に他の実施態様において、ピナンは、シス-ピナン（26）、及びトランス-ピナン（25）の混合物である。
【０１４３】
別の実施態様において、
（a）ピネンを製造することができる細胞を、ピネンを製造するために適切な条件下において、糖と接触させる工程；
（b）ピネンをピナンに変換する工程；
（c）ピナンを少なくともテトラメチルシクロヘキサンに変換する工程；及び、
（d）燃料組成物を製造するためにテトラメチルシクロヘキサンを燃料成分と混合する工程を含む、糖、又は非発酵性炭素供与源から燃料組成物を製造する方法が本明細書に提供される。
【０１４４】
糖は、当業者に公知の任意の糖であることができる。適切な単糖のいくつかの非限定的な例には、グルコース、ガラクトース、マンノース、フルクトース、リボース、及びこれらの組み合わせを含む。適切な二糖のいくつかの非限定的な例には、スクロース、乳糖、マルトース、トレハロース、セロビオース、及びこれらの組み合わせを含む。特定の実施態様において、生体工学によって作られた燃料成分は、多糖体から得ることができる。適切な多糖体のいくつかの非限定的な例には、デンプン、グリコーゲン、セルロース、キチン、及びこれらの組み合わせを含む。
【０１４５】
生体工学によって作られたテトラメチルシクロヘキサンを製造するために適切な単糖、二糖、及び多糖体は、多種多様な作物、又は供与源において見つけることができる。適切な作物、又は供与源のいくつかの非限定的な例には、サトウキビ、バガス、茅、テンサイ、モロコシ、穀実用モロコシ、スイッチグラス、オオムギ、大麻、ケナフ、ジャガイモ、サツマイモ、カッサバ、ヒマワリ、果実、糖蜜、乳清、又は脱脂乳、トウモロコシ、飼い葉、粒子、コムギ、木、紙、わら、ワタ、多くの種類のセルロース廃棄物、及びその他のバイオマスを含む。特定の実施態様において、適切な作物、又は供与源は、サトウキビ、テンサイ、及びトウモロコシを含む。
【０１４６】
非発酵性炭素源は、生物体によってエタノールに変換することができない炭素源である。適切な非発酵性炭素源のいくつかの非限定的な例には、アセテート、及びグリセロールを含む。
【０１４７】
（化合物を製造するための方法）
本発明の化合物は、生物学的方法、化学合成（生物学的に基づく材料を使用せずに）、及び生物学的、及び化学的手段の両方を使用するハイブリッド法を含む、当該技術分野において公知の任意の方法を使用して製造することができる。
【０１４８】
（芳香族イソプレノイド化合物）
特定の実施態様において、本発明の燃料組成物は、芳香族イソプレノイド化合物を含む。適切な芳香族イソプレノイド化合物のいくつかの例示的な例には：
【化５７】
2010534251.tif 000059
を含む。
【０１４９】
一部の実施態様において、芳香族イソプレノイド化合物は、約300℃〜約350℃の間の反応温度にて水素化触媒によってイソプレノイド出発材料を対応する芳香族化合物に変換することによって作製される。適切な水素化触媒のいくつかの例示的な例には、白金、パラジウム、及びニッケルに含むが、限定されない。一般に、水素受容体が水素を除去するために存在する場合、それが形成されるので、穏やかな条件を使用することができる。
【０１５０】
特定の実施態様において、触媒は、活性アルミナ上の白金である。その他の実施態様において、触媒は、活性アルミナ上の5%の白金である。さらなる実施態様において、触媒充填は、基質1リットルにつき約1グラム〜基質1リットルにつき約50グラムである。その他の実施態様において、触媒充填は、基質1リットルにつき約25グラム未満である。その他の実施態様において、触媒充填は、基質1リットルにつき約10グラム未満である。
【０１５１】
その他の実施態様において、芳香族化合物は、
【化５８】
2010534251.tif 000060
の両方であるか、又は含む。
【０１５２】
特定のその他の実施態様において、化合物11、及び12は、スキーム3に従って作製される。
【化５９】
2010534251.tif 000061
【０１５３】
一部の実施態様において、化合物14、及び17は、ピネンの水素化反応に由来する。
【０１５４】
その他の実施態様において、芳香族化合物は、
【化６０】
2010534251.tif 000062
であるか、又は含む。
【０１５５】
特定のその他の実施態様において、化合物11は、リモネン、又はγ-テルピネン、又はテルピノレンからスキーム4に従って作製される。
【化６１】
2010534251.tif 000063
【０１５６】
その他の実施態様において、芳香族化合物は、
【化６２】
2010534251.tif 000064
であるか、又は含む。
【０１５７】
特定のその他の実施態様において、サビネン（sabinene）からスキーム5に従って作製される。
【化６３】
2010534251.tif 000065
【０１５８】
スキーム5の第1の工程は、開環反応である。その歪んだ二環式構造のため、サビナン（sabinane）のようなイソプレノイドは、一般に還元開環反応によって、対応するあまり歪んでいない単環式アルカンへ変換することができる。二環式アルカンを対応する単環式アルカンに還元的に開環することができる任意の還元開環試薬を本明細書において使用することができる。適切な還元開環試薬のいくつかの非限定的な例には、水素化ジイソブチルアルミニウムなどの水素化物；適切な触媒の存在下における水素；並びに有機酸、亜鉛粉、及び触媒としてのNi（binap）Cl2、又はPd（binap）Cl2（式中、binapは、2,2'-ビス（ジフェニルホスフィノ)-1,1'-ビナフチルである）の混合物などの不斉還元環薬（asymmetric reductive ring agent）を含む。不斉還元環薬は、その両方が参照により本明細書に組み込まれる、Lautensらの文献、「ニッケル触媒不斉還元開環反応の範囲。エナンチオマー的に濃縮されたシクロヘキセノール誘導体の合成」、Tetrahedron、54、1107-1116（1998）；及びLiらの文献「パラジウム、及びニッケル錯体によって触媒されるビシクロオレフィンの不斉還元開環」、Org. Lett., 5（10）1621-1624、2003に開示されている。一旦、サビネンがその対応する単環式構造に変換されると、これは、以前に記述したように、芳香環化することができる。
【０１５９】
一部の実施態様において、リモネン、ピネン、サビネン、及びγ-テルピネンは、それぞれ再生可能資源から、すなわち宿主細胞による糖などの炭素源の、所望のイソプレノイド出発材料への変換によって製造される。
【０１６０】
（宿主細胞）
C10イソプレノイド化合物、又は出発材料は、生物学的方法、化学合成、及びハイブリッド法を含む、当該技術分野において公知の任意の方法を使用して製造することができる。C10イソプレノイド化合物、又は出発材料が、生物学的に製造される場合、１つの方法は、所望の生成物を産生するように修飾された宿主細胞である。全てのイソプレノイド類と同様に、C10イソプレノイド化合物、又は出発材料は、共通した中間体、イソペンテニルジホスフェート(「IPP」)、又はジメチルアリルピロホスフェート(「DMAPP」)を介して生物学的に製造される。
【０１６１】
任意の適切な宿主細胞を本発明の実施に使用してもよい。一つの実施態様において、宿主細胞は、所望のイソプレノイド化合物、若しくは出発材料を産生するか、又は所望のイソプレノイド化合物、又は出発材料の収量が増大されるように核酸分子が挿入され、欠失され、又は修飾された（すなわち、例えばヌクレオチドの挿入、欠失、置換、及び／又は反転よって変異された）、遺伝子改変された宿主微生物である。別の実施態様において、宿主細胞は、液体増殖培地中で培養することができる。
【０１６２】
適切な宿主細胞の例示的な例には、任意の古細菌、細菌、又は真核生物の細胞を含む。古細菌細胞の例には、以下の属に属するものを含むが、限定されない：アエロピルム属（Aeropyrum）、アーケオグロブス属（Archaeglobus）、ハロバクテリウム属（Halobacterium）、メタノコックス属（Methanococcus）、メタノバクテリウム属（Methanobacterium）、パイロコッカス属（Pyrococcus）、スルフォロブス属（Sulfolobus）、及びサーモプラズマ属（Thermoplasma）。古細菌種の例示的な例には、以下を含むが、限定されない：超好熱性古細菌（Aeropyrum pernix）、アーケオグロブス・フルギダス（Archaeoglobus fulgidus）、メタン生成古細菌（Methanococcus jannaschii）、メタノバクテリウム・サーモオートトロピカム（Methanobacterium thermoautotrophicum）、パイロコッカス・アビシ（Pyrococcus abyssi）、パイロコッカス・ホリコシイ（Pyrococcus horikoshii）、サーモプラズマ・アシドフィルム（Thermoplasma acidophilum）、及びサーモプラズマ・ボルカニウム（Thermoplasma volcanium）。
【０１６３】
細菌細胞の例には、以下の属に属するものを含むが、限定されない：アグロバクテリウム属（Agrobacterium）、アリサイクロバチルス属（Alicyclobacillus）、アナベナ属（Anabaena）、アナシスティス属（Anacystis）、アルトロバクター属（Arthrobacter）、アゾバクター属（Azobacter）、バシラス属（Bacillus）、ブレビバクテリウム属（Brevibacterium）、クロマティウム属（Chromatium）、クロストリジウム属（Clostridium）、コリネバクテリウム属（Corynebacterium）、エンテロバクター属（Enterobacter）、エルウィニア属（Erwinia）、エシュリヒア属（Escherichia）、乳酸桿菌属（Lactobacillus）、ラクトコッカス属（Lactococcus）、メソリゾビウム属（Mesorhizobium）、メチロバクテリウム属（Methylobacterium）、ミクロバクテリウム属（Microbacterium）、フォルミディウム属（Phormidium）、シュードモナス属（Pseudomonas）、ロドバクター属（Rhodobacter）、ロドシュードモナス属（Rhodopseudomonas）、ロドスピリルム属（Rhodospirillum）、ロドコッカス属（Rhodococcus）、サルモネラ（Salmonella）、セネデスムス属（Scenedesmun）、セラチア属（Serratia）、赤痢菌属（Shigella）、ブドウ球菌属（Staphlococcus）、ストレプトマイセス属（Strepromyces）、シネコッカス属（Synnecoccus）、及びザイモモナス属（Zymomonas）。
【０１６４】
細菌種の例示的な例は、以下を含むが、限定されない：枯草菌（Bacillus subtilis）、バチルス・アミロリケファシエンス（Bacillus amyloliquefacines）、ブレビバクテリウム・アンモニアジェネス（Brevibacterium ammoniagenes）、ブレビバクテリウム・イマリオフィラム（Brevibacterium immariophilum）、クロストリジウム ベイエリンキイ（Clostridium beigerinckii）、エンテロバクター・サカザキ （Enterobacter sakazakii）、大腸菌（Escherichia coli）、ラクトコッカス・ラクティス（Lactococcus lactis）、メソリゾビウム・ロティ（Mesorhizobium loti）、緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）、シュードモナス・メバロニイ（Pseudomonas mevalonii）、プチダ菌（Pseudomonas pudica）、ロドバクター・カプスラータス（Rhodobacter capsulatus）、ロドバクター・スフェロイデス（Rhodobacter sphaeroides）、ロドスピリラム・ラブラム（Rhodospirillum rubrum）、腸炎菌（Salmonella enterica）、チフス菌（Salmonella typhi）、ネズミチフス菌（Salmonella typhimurium）、志賀赤痢菌（Shigella dysenteriae）、フレキシナ赤痢菌（Shigella flexneri）、ソンネ赤痢菌（Shigella sonnei）、黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）、及びその他。
【０１６５】
一般に、細菌宿主細胞が使用される場合、非病原性の株が好ましい。非病原性の種の例示的な例には、以下を含むが、限定されない：枯草菌（Bacillus subtilis）、大腸菌（Escherichia coli）、アシドフィルス菌（Lactobacillus acidophilus）、ラクトバチルス・ヘルベティカス（Lactobacillus helveticus）、緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）、シュードモナス・メバロニイ（Pseudomonas mevalonii）、プチダ菌（Pseudomonas pudita）、ロドバクター・スフェロイデス（Rhodobacter sphaeroides）、ロドバクター・カプスラータ（Rodobacter capsulatus）、ロドスピリラム・ラブラム（Rhodospirillum rubrum）及びその他。
【０１６６】
真核細胞の例には、真菌細胞を含むが、限定されない。真菌細胞の例には、以下の属に属するものを含むが、限定されない：コウジカビ属（Aspergillus）、カンジダ属（Candida）、クリソスポリウム属（Chrysosporium）、クリプトコッカス属（Cryotococcus）、フザリウム属（Fusarium）、クリベロマイセス属（Kluyveromyces）、ネオティホジウム属（Neotyphodium）、アカパンカビ属（Neurospora）、ペニシリウム属（Penicillium）、ピチア属（Pichia）、サッカロマイセス属（Saccharomyces）、及びトリコデルマ属（Trichoderma）。
【０１６７】
真核生物の種の例示的な例には、以下を含むが、限定されない：アスペルギルス・ニデュランス（Aspergillus nidulans）、クロカビ（Aspergillus niger）、コウジカビ（Aspergillus oryzae）、鵞口瘡カンジダ（Candida albicans）、クリソスポリウム・ルクノエンス（Chrysosporium.lucknowense）、フザリウム・グラミネアラム（Fusarium graminearum）、フザリウム・ベネナツム（Fusarium venenatum）、クルイベロミセス・ラクチス（Kluyveromyces lactis）、アカパンカビ（Neurospora crassa）、ピチア・アングスタ（Pichia angusta）、ピチア・フィンランディカ（Pichia finlandica）、ピチア・コダメ（Pichia kodamae）、ピチア・メンブラネファシエンス（Pichia membranaefaciens）、ピチア・メタノリカ（Pichia methanolica）、ピチア・オプンチアエ（Pichia opuntiae）、ピチア・パストリス（Pichia pastoris）、ピチア・ピジペリ（Pichia pijperi）、ピチア・クレルクウム（Pichia quercuum）、ピチア・サリクタリア（Pichia salictaria）、ピチア・サーモトレランス（Pichia thermotolerans）、ピチア・トレハロフィラ（Pichia trehalophila）、ピチア・スチピリス（Pichia stipilis）、ストレプトマイセス・アムボファシエンス（Streptomyces ambofaciens）、ストレプトマイセス・オーレオファシエンス（Streptomyces aureofaciens）、ストレプトマイセス・オーレウス（Streptomyces aureus）、サッカロマイセス・バヤヌス（Saccaromyces bayanus）、サッカロマイセス・ブラウディ（Saccaromyces boulardi）、サッカロマイセス・セレビジエ（Saccharomyces cerevisiae）、ストレプトマイセス・フンギシジカス（Streptomyces fungicidicus）、ストレプトマイセス・グリセオクロモジェネス（Streptomyces griseochromogenes）、ストレプトマイセス・グリセウス（Streptomyces griseus）、ストレプトマイセス・リビダンス（Streptomyces lividans）、ストレプトマイセス・オリボグリセウス（Streptomyces olivogriseus）、ストレプトマイセス・ラメウス（Streptomyces rameus）、ストレプトマイセス・タナシエンシス（Streptomyces tanashiensis）、ストレプトマイセス・ビナセウス（Streptomyces vinaceus）、及びトリコデルマ・レッセイ（Trichoderma reesei）。
【０１６８】
一般に、真核細胞が使用される場合、非病原性の種が好ましい。非病原性の種の例示的な例には、以下を含むが、限定されない：フザリウム・グラミネアラム（Fusarium graminearum）、フザリウム・ベネナツム（Fusarium venenatum）、ピチア・パストリス（Pichia pastoris）、サッカロマイセス・ブラウディ（Saccaromyces boulardi）、及びサッカロマイセス・セレビジエ（Saccharomyces cerevisiae）。
【０１６９】
加えて、特定の種は、GRAS、又は一般に安全と認められると食品医薬品局によって指定された。これらの株には、以下を含む：枯草菌（Bacillus subtilis）、アシドフィルス菌（Lactobacillus acidophilus）、ラクトバチルス・ヘルベティカス（Lactobacillus helveticus）、及びサッカロマイセス・セレビジエ（Saccharomyces cerevisiae）。
【０１７０】
（IPP経路）
IPP、及びその異性体（ジメチルアリルピロホスフェート（「DMAPP」））を合成する2つの公知の生合成経路がある。植物以外の真核生物は、もっぱらアセチル補酵素A（「アセチルCoA」）をIPPに変換するメバロン酸依存的（「MEV」）イソプレノイド経路を使用し、これをその後にDMAPPに異性化させる。原核生物は、いくつかの例外があるが、メバロン酸非依存的経路、又はデオキシ・キシルロース5-ホスフェート（「DXP」）経路を使用して、枝分れ点を介してIPP、及びDMAPPを別々に産生する。一般に、植物は、IPP合成のためにMEV、及びDXP経路を使用する。
【０１７１】
（MEV経路）
MEV経路の概略図を図1に記述してある。一般に、経路には、6つの工程を含む。
【０１７２】
第１工程では、アセチル補酵素Aの2つの分子を酵素的に結合させて、アセトアセチルCoAを形成させる。この工程を触媒することが知られている酵素は、例えばアセチルCoAチオラーゼである。ヌクレオチド配列の例示的な例には、以下のGenBankアクセッション番号、及び配列が：（NC_000913  REGION：2324131..2325315；大腸菌（Escherichia coli））（D49362；脱窒細菌（Paracoccus denitrificans））、及び（L20428；サッカロマイセス・セレビジエ（Saccharomyces cerevisiae））に由来する生物体を含むが、限定されない。
【０１７３】
MEV経路の第2工程では、アセトアセチル-CoAをアセチル-CoAの別の分子と酵素的に縮合させて、3-ヒドロキシ-3-メチルグルタリル-CoA（HMG-CoA）を形成させる。この工程を触媒することが知られている酵素は、例えばHMG-CoAシンターゼである。ヌクレオチド配列の例示的な例には：（NC_001145. 相補19061..20536；サッカロマイセス・セレビジエ（Saccharomyces cerevisiae））（X96617；サッカロマイセス・セレビジエ（Saccharomyces cerevisiae））、（X83882；シロイヌナズナ（Arabidopsis thaliana））、（AB037907；キタサトスポラ・グリセオラ（Kitasatospora griseola））、（BT007302；ヒト）、及び（NC_002758、座位タグSAV2546、遺伝子ID 1122571；黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus））を含むが、限定されない。
【０１７４】
第3工程では、HMG-CoAを酵素的にメバロナートに変換させる。この工程を触媒することが知られている酵素は、例えばHMG-CoAレダクターゼである。ヌクレオチド配列の例示的な例には：（NM_206548；キイロショウジョウバエ（Drosophila melanogaster）（NC_002758、座位タグSAV2545、遺伝子ID 1122570；黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）、（NM_204485；ニワトリ（Gallus gallus））、（AB015627；ストレプトマイセス属種（Streptomyces sp. KO 3988）、（AF542543；ハナタバコ（Nicotiana attenuata）、（AB037907；キタサトスポラ・グリセオラ（Kitasatospora griseola））、（AX128213、切断されたHMGRをコードする配列を提供する；サッカロマイセス・セレビジエ（Saccharomyces cerevisiae））、及び（NC_001145：相補115734..118898；サッカロマイセス・セレビジエ（Saccharomyces cerevisiae））を含むが、限定されない。
【０１７５】
第4工程では、メバロナートを酵素的にメバロナート5-ホスフェートにリン酸化させる。この工程を触媒することが知られている酵素は、例えばメバロン酸キナーゼである。ヌクレオチド配列の例示的な例は：（L77688；シロイヌナズナ（Arabidopsis thaliana））、及び（X55875；サッカロマイセス・セレビジエ（Saccharomyces cerevisiae））を含むが、限定されない。
【０１７６】
第5工程では、第二リン酸基をメバロナート5-ホスフェートに酵素的に付加してメバロナート5-ピロホスフェートを形成させる。この工程を触媒することが知られている酵素は、例えばホスホメバロン酸キナーゼである。ヌクレオチド配列の例示的な例には：（AF429385；パラゴムノキ（Hevea brasiliensis）（NM_006556；ヒト）、及び（NC_001145.相補712315..713670；サッカロマイセス・セレビジエ（Saccharomyces cerevisiae））を含むが、限定されない。
【０１７７】
第6工程では、メバロナート5-ピロホスフェートをIPPに酵素的に変換させる。この工程を触媒することが知られている酵素は、例えばメバロン酸ピロリン酸デカルボキシラーゼである。ヌクレオチド配列の例示的な例には：（X97557；サッカロマイセス・セレビジエ（Saccharomyces cerevisiae））、（AF290095；エンテロコッカス・ヘシュウム（Enterococcus faecium））、及び（U49260；ヒト）を含むが、限定されない。
【０１７８】
メバロン酸経路を用いてIPPがDMAPPに変換される場合、第7工程が必要とされる。この工程を触媒することが知られている酵素は、例えばIPPイソメラーゼである。ヌクレオチド配列の例示的な例は：（NC_000913, 3031087..3031635；大腸菌（Escherichia coli））、及び（AF082326；ヘマトコッカス・プルビアリス（Haematococcus pluvialis））を含むが、限定されない。
【０１７９】
（DXP経路）
DXP経路の概略図を図2に記述してある。一般に、DXP経路は、7つの工程を含む。第1工程では、ピルベートをD-グリセルアルデヒド3-ホスフェートと縮合させて、1-デオキシ-D-キシルロース-5-ホスフェートを作製する。この工程を触媒することが知られている酵素は、例えば1-デオキシ-D-キシルロース-5-ホスフェートシンターゼである。ヌクレオチド配列の例示的な例は：（AF035440；大腸菌（Escherichia coli））、（NC_002947、座位タグPP0527；プチダ菌（Pseudomonas pudita）KT2440）、（CP000026、座位タグSPA2301；パラチフ菌（Salmonella enterica Paratyphi）、ATCC 9150を参照されたい）、（NC_007493、座位タグRSP_0254；ロドバクター・スフェロイデス（Rhodobacter sphaeroides）2.4.1）（NC_005296、座位タグRPA0952；ロドシュードモナス・パルストリス（Rhodopseudomonas palustris）CGA009）、（NC_004556、座位タグPD1293；ピアス病菌（Xylella fastidiosa Temecula））、及び（NC_003076、座位タグAT5G11380；シロイヌナズナ（Arabidopsis thaliana））を含むが、限定されない。
【０１８０】
第2工程では、1-デオキシ-D-キシルロース-5-ホスフェートが2C-メチル-D-エリスリトール-4-ホスフェートに変換される。この工程を触媒することが知られている酵素は、例えば1-デオキシ-D-キシルロース-5-ホスフェートレダクトイソメラーゼである。ヌクレオチド配列の例示的な例には：（AB013300；大腸菌（Escherichia coli））、（AF148852；シロイヌナズナ（Arabidopsis thaliana））、（NC_002947、座位タグPP1597；プチダ菌（Pseudomonas pudita）KT2440）、（AL939124、座位タグSCO5694；ストレプトマイセス・コエリカラー（Streptomyces coelicolor） A3（2））、（NC_007493、座位タグRSP_2709；ロドバクター・スフェロイデス（Rhodobacter sphaeroides） 2.4.1）、及び（NC_007492、座位タグPfl_1107；蛍光菌（Pseudomonas fluorescens）PfO-1）を含むが、限定されない。
【０１８１】
第3工程では、2C-メチル-4-D-エリスリトール-4-ホスフェートが4-ジホスホシチジル-2C-メチル-D-エリスリトールに変換される。この工程を触媒することが知られている酵素は、例えば4-ジホスホシチジル-2C-メチル-D-エリスリトールシンターゼである。ヌクレオチド配列の例示的な例には：（AF230736；大腸菌（Escherichia coli））、（NC_007493、座位タグRSP_2835；ロドバクター・スフェロイデス（ロドバクター・スフェロイデス（Rhodobacter sphaeroides）2.4.1）、（NC_003071、座位タグAT2G02500；シロイヌナズナ（Arabidopsis thaliana））、及び（NC_002947、座位タグPP1614；プチダ菌（Pseudomonas pudita）KT2440）を含むが、限定されない。
【０１８２】
第4工程では、4-ジホスホシチジル-2C-メチル-D-エリスリトールが4-ジホスホシチジル-2C-メチル-D-エリスリトール-2-ホスフェートに変換される。この工程を触媒することが知られている酵素は、例えば4-ジホスホシチジル-2C-メチル-D-エリスリトールキナーゼである。ヌクレオチド配列の例示的な例には：（AF216300；大腸菌（Escherichia coli））、及び（NC_007493、座位タグRSP_1779；ロドバクター・スフェロイデス（Rhodobacter sphaeroides）2.4.1）を含むが、限定されない。
【０１８３】
第5工程では、4-ジホスホシチジル-2C-メチル-D-エリスリトール-2-ホスフェートが2C-メチル-D-エリスリトール2,4-シクロジホスフェートに変換される。この工程を触媒することが知られている酵素は、例えば2C-メチル-D-エリスリトール2,4-シクロジホスフェートシンターゼである。ヌクレオチド配列の例示的な例は：（AF230738；大腸菌（Escherichia coli））、（NC_007493、座位タグRSP_6071；ロドバクター・スフェロイデス（Rhodobacter sphaeroides）2.4.1）、及び（NC_002947、座位タグPP 1618；プチダ菌（Pseudomonas pudita）KT2440）を含むが、限定されない。
【０１８４】
第6工程では、2C-メチル-D-エリスリトール2,4-シクロジホスフェートが1-ヒドロキシ-2-メチル-2-(E)-ブテニル-4-ジホスフェートに変換される。この工程を触媒することが知られている酵素は、例えば1-ヒドロキシ-2-メチル-2-(E)-ブテニル-4-ジホスフェートシンターゼである。ヌクレオチド配列の例示的な例には：（AY033515；大腸菌（Escherichia、coli）、（NC_002947、座位タグPP0853；プチダ菌（Pseudomonas pudita）KT2440）、及び（NC_007493、座位タグRSP_2982；ロドバクター・スフェロイデス（Rhodobacter sphaeroides）2.4.1）を含むが、限定されない。
【０１８５】
第7工程では、1-ヒドロキシ-2-メチル-2-(E)-ブテニル-4-ジホスフェートがIPP、又はその異性体であるDMAPPに変換される。この工程を触媒することが知られている酵素は、例えばイソペンチル／ジメチルアリルジホスフェートシンターゼである。ヌクレオチド配列の例示的な例は：（AY062212；大腸菌（Escherichia coli））、及び（NC_002947、座位タグPP0606；プチダ菌（Pseudomonas pudita）KT2440）を含むが、限定されない。
【０１８６】
一部の実施態様において、宿主細胞の自体の代謝プロセスと本発明によって提供されるIPPの産生に関与するプロセスとの間の「クロストーク」（又は干渉）は、最小化され、又は完全に除去される。例えば、宿主微生物がIPPを合成するためのDXP経路のみに依存し、かつMEV経路がさらなるIPPを提供するために導入されるときに、クロストークは、最小化され、又は完全に除去される。このような宿主生物は、MEV経路酵素の発現を変化させ、又はMEV経路に関連した中間体をプロセスする能力がないであろう。単独、又は主にDXP経路に依存する生物体には、例えば大腸菌（Escherichia coli）を含む。
【０１８７】
一部の実施態様において、宿主細胞は、単独で、又はDXP経路と組み合わせて、MEV経路を介してIPPを産生する。その他の実施態様において、宿主のDXP経路は、宿主細胞が異種性に導入されたMEV経路のみを介してIPPを産生するように、機能的に無能にされる。DXP経路は、遺伝子発現を無能にすること、又はDXP経路酵素の1つ以上の機能を不活性化することによって、機能的に無能にすることができる。
【０１８８】
その他の実施態様において、宿主細胞は、単独で、又はMEV経路と組み合わせて、DXP経路を介してIPPを産生する。その他の実施態様において、宿主のMEV経路は、宿主細胞が異種性に導入されたDXP経路のみを介してIPPを産生するように、機能的に無能にされる。MEV経路は、遺伝子発現を無能にすること、又はMEV経路酵素の1つ以上の機能を不活性化することによって、機能的に無能にすることができる。
【０１８９】
（C10イソプレノイド化合物、又は出発材料）
一部の実施態様において、GPPは、図3に模式的に記述したとおりの方法によって製造される。1分子のIPP、及び1分子のDMAPPが縮合されてGPPを形成する。一部の実施態様において、反応は、この工程を触媒することが知られている酵素、例えばゲラニル二リン酸エステルシンターゼによって触媒することができる。種々のC10イソプレノイド出発材料は、GPPから製造することができる。
【０１９０】
ゲラニルピロリン酸シンターゼのヌクレオチド配列の例示的な例には、以下を含むが、限定されない：（AF513111；アビエス・グランディス（Abies grandis)）、（AF513112；アビエス・グランディス（Abies grandis)）、（AF513113；アビエス・グランディス（Abies grandis)）（AY534686；キンギョソウ(Antirrhinum majus)）（AY534687；キンギョソウ(Antirrhinum majus)）、（Y17376；シロイヌナズナ（Aravidopsis thaliana））、（AE016877、座位AP11092；セレウス菌（Bacillus cereus）；ATCC 14579）、（AJ243739；オレンジ（Citrus sinensis））、（AY534745；クラルキアブリウェリ（Clarkia breweri））、（AY953508；イプス・ピニ（Ips pini））、（DQ286930；トマト（Lycopersicon esculentum））、（AF182828；マンサxピペリタ（Mantha x piperita））、（AF182827；マンサxピペリタ（Mantha x piperita））、（MP1249453；マンサxピペリタ（Mantha x piperita））、（PZE431697、座位CAD24425；パラコッカス・ゼアキサンチニファシエンス（Paracoccus zeaxanthinifaciens））、（AY866498；コオウレン（Picrorhiza kurrooa））、（AY351862；ブドウ（Vitis vinifera））、及び（AF203881、座位AAF12843；ザイモモナス・モビリス（Zymomonas mobilis））。
【０１９１】
続いて、GPPは、1つ以上のテルペンシンターゼを使用して、種々のC10イソプレノイド出発材料に変換される。
【０１９２】
（リモネン）
リモネンは、その構造が、
【化６４】
2010534251.tif 000066
であり、柑橘類果実、及びペパーミントの皮において見いだされる。リモネンは、リモネンシンターゼによってGPPから作製される。適切なヌクレオチド配列の例示的な例は、以下を含むが、限定されない：（+)-リモネンシンターゼ（AF514287、REGION：47..1867；レモン（Citrus limon））、及び（AY055214、REGION：48..1889；Agastache rugos=）、及び（-)-リモネンシンターゼ（DQ195275、REGION：1..1905；シトカスプルース（Picea sitchensis））、（AF006193、 REGION：73..1986；アビエス・グランディス（Abies grandis)）、及び（MHC4SLSP、REGION：29..1828；スペアミント（Mentha spicata））。
【０１９３】
（α-ピネン）
以下の構造：
【化６５】
2010534251.tif 000067
を有するα-ピネンは、多数の針葉樹種由来の精油成分である。生化学的には、α-ピネンは、α-ピネンシンターゼによってGPPから作製される。適切なヌクレオチド配列のいくつかの非限定的な例には、タエダマツ（Pinus taeda）由来のGenBankアクセッション番号AF543530、REGION：1..1887（（+)-α-ピネン）、及びタエダマツ（Pinus taeda）由来のAF543527、REGION：32..1921（（-)-α-ピネン）を含む。
（β-ピネン）
以下の構造：
【化６６】
2010534251.tif 000068
を有するβ-ピネンは、テレビン油の成分である。生化学的には、β-ピネンは、β-ピネンシンターゼによってGPPから作製される。適切なヌクレオチド配列のいくつかの非限定的な例には、クソニンジン（Artemisia annua）由来のGenBankアクセッション番号AF276072、REGION：1..1749、及びレモン（Citrus limon）由来のAF514288、REGION：26..1834を含む。
【０１９４】
（サビネン）
以下の構造
【化６７】
2010534251.tif 000069
を有するサビネンは、サビナ（Juniperus Sabina）由来の精油の成分である。生化学的には、サビネンは、サビネンシンターゼによってGPPから作製される。適切なヌクレオチド配列の非限定的な例には、コモンセージ（Salvia officinalis）由来のGenBankアクセッション番号AF051901、REGION：26..1798を含む。
【０１９５】
（γ-テルピネン）
γ-テルピネンは、その構造が
【化６８】
2010534251.tif 000070
であり、シトラスフルーツ由来の精油の成分である。生化学的には、γ-テルピネンは、γ-テルピネンシンターゼによってGPPから作製される。適切なヌクレオチド配列の図解の例には、レモン（Citrus limon）由来のAF514286、REGION：30..1832、及び温州ミカン（Citrus unshiu）由来のAB110640、REGION 1..1803を含む。
【０１９６】
（テルピノレン）
テルピノレン、その構造が
【化６９】
2010534251.tif 000071
であり、クロフサスグリ、イトスギ、グァバ、レイシ、パパイア、マツ、及び茶において見いだされる。テルピノレンは、テルピノレンシンターゼによってGPPから作製される。適切なヌクレオチド配列の図解の例には、以下を含むが、限定されない：（オシマム・バシィカム（Oscimum basilicum）由来のAY693650）、及び（トガサワラ（Pseudotsuga menziesii）由来のAY906866、REGION：10..1887）。
【０１９７】
一部の実施態様において、C10イソプレノイド出発材料は、天然に存在するテルペンから得ること、又は製造することができる。テルペンは、一般に、ヘミテルペン、モノテルペン、セスキテルペン、ジテルペン、セスタテルペン、トリテルペン、テトラテルペン、及びポリテルペンなどの炭化水素の大きく、及び多様なクラスを含む。天然のテルペンは、コパイフェラ・ラングスドフィ（Copaifera langsdorfii）、針葉樹、及びトウダイグサ属などの多種多様な植物；アゲハ蝶形物、ハムシ、シロアリ、及びマツハバチなどの昆虫；並びに藻類、海綿、珊瑚、軟体動物、及び魚などの海生生物によって産生され得る。
【０１９８】
コパイフェラ・ラングスドフィ（Copaifera langsdorfii）、又はコパイフェラ樹木は、ディーゼル樹木、及び灯油樹木としても知られてもいる。これは、地域の言語で、クパイ（kupa'y）、カビスモ（cabismo）、及びコパウバ（copauva）を含む多くの名前を有する。コパイフェラ樹木は、その木、及び葉に大量のテルペン炭化水素を産生し得る。一般に、1本のコパイフェラ樹木は、1年につき約30〜約40リットルのテルペン油を産生することができる。テルペン油は、コパイフェラ樹木を軽打することによって収集することができ、その後に、さらなる処理によって、ディーゼル、灯油、及びガソリンなどの種々の燃料組成物を製造し、又は産生するために使用される。
【０１９９】
針葉樹は、マツ植物門、又は針葉樹門の植物門に属し、一般に維管束組織をもつ錐状体を有する種子植物類である。大部分の針葉樹は、樹木であるが、いくつかの針葉樹は、低木であり得る。適切な針葉樹のいくつかの非限定的な例には、スギ、イトスギ、ダグラスファ、モミ、ネズノミ、カウリマツ、カラマツ、マツ、アメリカスギ、トウヒ、及びイチイを含む。テルペン油は、針葉樹から得ることができ、その後、さらなる処理によって、ディーゼル、灯油、及びガソリンなどの種々の燃料組成物を製造し、又は産生するために使用される。
【０２００】
トウダイグサ属（Spurges）は、トウダイグサ属（Euphorbia）としても知られ、トウダイグサ科（トウダイグサ科（Euphorbiaceae））に属する非常に多様な植物の世界的な属である。約2160種からなるトウダイグサ属は、植物界において最も大きな属の1つである。トウダイグサ属のラテックス、又はテルペン油は、多くのジ-、又はトリテルペンエステルを含み、これはさらなる処理によって、ディーゼル、灯油、及びガソリンなどの種々の燃料組成物を製造し、又は産生するために使用することができる。
【０２０１】
一部の実施態様において、テルペン油は、1つ以上のヘミテルペンを含む。ヘミテルペンは、一般に単一のイソプレン単位を含む。イソプレンは、それ自体、唯一のヘミテルペンとみなしてもよいが、プレノール（prenol）、及びイソ吉草酸などの酸素含有誘導体もヘミテルペノイドである。
【０２０２】
特定の実施態様において、テルペン油は、1つ以上のモノテルペンを含む。モノテルペンは、一般に2つのイソプレン単位を含み、分子式C10H16を有する。モノテルペンのいくつかの非限定的な例には、ゲラニオール、及びリモネンを含む。
【０２０３】
一部の実施態様において、テルペン油は、1つ以上のセスキテルペンを含む。セスキテルペンは、一般に3つのイソプレン単位を含み、分子式C15H24を有する。セスキテルペンのいくつかの非限定的な例には、ファルネソールを含む。
【０２０４】
特定の実施態様において、テルペン油は、1つ以上のジテルペンを含む。ジテルペンは、一般に4イソプレン単位を含み、分子式C20H32を有する。これらは、一般にゲラニルゲラニルピロリン酸に由来する。ジテルペンのいくつかの非限定的な例には、カフェストール、カウェオール（kahweol）、センブレン、及びタキサジエン（taxadiene）（タキソールの前駆体）を含む。
【０２０５】
一部の実施態様において、テルペン油は、1つ以上のセスタテルペンを含む。セスタテルペンは、一般に5イソプレン単位を含み、その他のテルペンと比較して珍しい。
【０２０６】
特定の実施態様において、テルペン油は、1つ以上のトリテルペンを含む。トリテルペンは、一般に6イソプレン単位を含み、分子式C30H48を有する。サメ肝油の主要構成分である鎖状トリテルペンスクアレンは、ファルネシルピロリン酸の2分子の還元カップリングに由来し得る。
【０２０７】
一部の実施態様において、テルペン油は、1つ以上のテトラテルペンを含む。テトラテルペンは、一般に8イソプレン単位を含み、分子式C40H56を有する。テトラテルペンのいくつかの非限定的な例には、非環式リコピン、単環式γ-カロテン、並びに二環式α-、及びβ-カロテンを含む。
【０２０８】
特定の実施態様において、テルペン油は、1つ以上のポリテルペンを含む。ポリテルペンは、一般に2つ以上のイソプレン単位を含む。一部の実施態様において、ポリテルペンは、天然ゴムなどの多くのイソプレン単位の長鎖を含む。天然ゴムは、一般に、二重結合がシスであるポリイソプレンを含む。いくつかの植物は、トランス二重結合をもつポリイソプレンを産生し得る。
【０２０９】
（化学変換）
その供与源にかかわりなく、C10イソプレノイド出発材料、及びその立体異性体のそれぞれは、任意の公知の還元反応によって、本明細書に開示した燃料成分に化学的に変換することができる。
【０２１０】
本明細書に開示したイソプレノイド出発材料の水素化反応、又は二環式アルカンの開環水素化反応のための触媒は、少なくとも約1%、少なくとも約2%、少なくとも約3%、少なくとも約4%、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、又は少なくとも約30%まで反応の進行を生じさせることができる任意の量で存在することができる。反応の進行は、反応物の1つの消滅、又は生成物の1つの形成の関数として測定することができる。例えば、反応における1%、2%、3%、4%、5%、10%、15%、20%、25%、又は30%の進行は、それぞれ1%、2%、3%、4%、5%、10%、15%、20%、25%、又は30%によって反応物の1つの量の減少をいう。特定の実施態様において、水素付加触媒の量は、反応物1リットルにつき約1g〜100g、反応物1リットルにつき約2g〜約75g、反応物1リットルにつき約3g〜約50g、反応物1リットルにつき約4g〜約40g、又は反応物1リットルにつき約5g〜約30gである。
【０２１１】
本明細書に開示したイソプレノイド出発材料の水素化反応、又は二環式アルカンの開環水素化反応のための反応温度は、少なくとも約1%、少なくとも約2%、少なくとも約3%、少なくとも約4%、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、又は少なくとも約30%まで反応の進行を生じさせることができる任意の温度であることができる。一部の実施態様において、イソプレノイド出発材料の水素化反応のための反応温度は、約10℃〜約95℃、約15℃〜約85℃、約20℃〜約75℃、又は約20℃から約50℃である。その他の実施態様において、本明細書に開示した二環式アルカンの開環水素化反応のための反応温度は、約100℃〜約500℃に対する、約150℃〜約450℃、約175℃〜約400℃、又は約200℃〜約350℃である。
【０２１２】
本明細書に開示したイソプレノイド出発材料の水素化反応、又は二環式アルカンの開環水素化反応のための水素の圧力は、少なくとも約1%、少なくとも約2%、少なくとも約3%少なくとも約4%、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、又は少なくとも約30%まで反応の進行を生じさせることができる任意の圧力であることができる。一部の実施態様において、水素の圧力は、約200psi〜約1000psi、約300psi〜約800psi、約400psi〜約600psi、又は約450psi〜約550psiである。
【０２１３】
本明細書に開示したイソプレノイド出発材料の水素化反応、又は二環式アルカンの開環水素化反応のための反応時間は、少なくとも約1%、少なくとも約2%、少なくとも約3%、少なくとも約4%、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、又は少なくとも約30%まで反応の進行を生じさせることができる任意の温度であることができる。一部の実施態様において、反応時間は、約5分〜約24時間、約15分〜約16時間、約30分〜約8時間、又は約60分〜約4時間である。
【０２１４】
任意に、本明細書に開示したイソプレノイド出発材料の水素化反応、又は二環式アルカンの開環水素化反応のための水素は、アルカン、シクロアルカン、又はこれらの組み合わせなどの溶中に生じさせることができる。
【０２１５】
（燃料組成物の適用）
本明細書に開示した燃料組成物は、燃料タンクなどの燃料容器に貯蔵すること、又はそれによって受けることができる。燃料タンクは、一般に可燃性液体のための安全な容器である。一部の実施態様において、燃料タンクは、燃料が貯蔵されている内燃機関系の一部であり、燃料ポンプによって噴霧され、又は加圧気体形態で内燃機関内に放出される。1つ以上の液体燃料を格納すること、又は受けることができる任意の燃料タンクを本明細書において使用することができる。適切な燃料容器のいくつかの非限定的な例には、自動車燃料タンク、及び航空機燃料タンクなどの乗物燃料タンク；上記の地面上、又は地面内の燃料タンク（例えば、ガソリンスタンドにおいて）、タンカートラック、タンカートレイン、及びタンカー船などの輸送乗物上のタンクを含む。特定の実施態様において、燃料タンクは、動力器具、発生装置、及び内燃機関などのその他の設備、又は装置に接続されていてもよい。
【０２１６】
燃料タンクは、ブタンライターの小さなプラスチックタンクから多数のチャンバを備えた低温貯蔵スペースシャトル外部燃料タンクまでのサイズ、及び複雑さで変更してもよい。燃料タンクは、鋼、又はアルミニウムなどのポリエチレン（例えば、HDPE、及びUHDPE）、又は金属などのプラスチックでできていてもよい。
【０２１７】
一部の実施態様において、本明細書に開示した燃料組成物は、航空機燃料タンクに貯蔵され、燃料ポンプによって噴霧され、また加圧気体形態で内燃機関に放出されて、航空機を駆動する。航空機燃料タンクは、一体型燃料タンク、強固な除去可能な燃料タンク、ブラダー（bladder）燃料タンク、又はこれらの組み合わせであることができる。
【０２１８】
特定の実施態様において、燃料タンクは、一体型タンクである。一体型タンクは、一般に、燃料貯蔵ができるように封着された航空機構造内部の領域である。このタイプの例には、一般により大きな航空機で使用される「ウエットウイング」がある。大部分の大きな輸送機は、一般に一体型タンクを使用して、飛行機の翼、及び／又は尾部に燃料を貯臓する。
【０２１９】
一部の実施態様において、燃料タンクは、強固な除去可能なタンクである。強固な除去可能なタンクは、一般にタンクを収容するようにデザインされたコンパートメントに取り付けられる。これらは、一般に金属でできており、検査、置換、又は修復のために除去され得る。航空機は、構造保全に関して、タンクに依存しない。これらのタンクは、一般により小さな一般民間航空機で見いだされる。
【０２２０】
特定の実施態様において、燃料タンクは、ブラダータンクである。ブラダータンクは、一般に燃料の重量を収容するようにデザインされた航空機構造区分に取り付けられた、補強されたゴム引きされたバッグである。ブラダータンクは、巻き上げられてもよく、燃料フィラーネック部、又はアクセスパネルを介してコンパートメントに取り付けられてもよく、かつコンパートメント内部に金属ボタン、又はスナップによって固定してもよい。ブラダータンクは、一般に多くの高性能軽飛行機、及び一部のより小さなターボプロップで見いだされる。
【０２２１】
本明細書に開示した燃料組成物は、ジェット燃料、又はミサイル燃料などの燃料を必要とする、非常発電機、又は内燃機関などの任意の設備に動力を供給するために使用することができる。本発明の実施態様は、燃料系統が本明細書に開示した燃料組成物を含む燃料タンクを含む、内燃機関に燃料を提供するための燃料系統を提供する。任意に、燃料系統は、再循環エンジン冷却剤を有するエンジン冷却システム、燃料タンクを内燃機関と接続する送油経路、及び／又は送油経路に配置された燃料フィルタを更に含んでいてもよい。内燃機関のいくつかの非限定的な例には、ピストンエンジン（例えば、ガソリン機関、及びディーゼルエンジン）、ワンケルエンジン、ジェットエンジン、いくつかのロケットエンジン、及びガスタービンエンジンを含む。
【０２２２】
一部の実施態様において、燃料タンクは、再循環エンジン冷却液から燃料タンクに含まれる燃料組成物へ熱伝達させるように、前記冷却装置と共に配置される。その他の実施態様において、燃料系統は、ガソリン機関の第二の燃料を含む第二の燃料タンク、及び第二の燃料タンクを内燃機関と接続する第二の送油経路更にを含む。任意に、第一、及び第二の送油経路は、互いに独立に、又は同時に開閉することができる電磁的に作動する弁を提供することができる。更なる実施態様において、第二の燃料は、ガソリンである。
【０２２３】
本発明の別の態様は、内燃機関、本明細書に開示した燃料組成物を含む燃料タンク、燃料タンクを内燃機関と接続する送油経路を含むエンジン配置を提供する。任意に、エンジン配置は、再循環エンジン冷却剤を含む燃料フィルタ、及び／又はエンジン冷却システムを更に含んでいてもよい。一部の実施態様において、内燃機関は、ガソリン機関である。その他の実施態様において、内燃機関は、ジェットエンジンである。
【０２２４】
本明細書に開示した燃料組成物を使用するときに、これをエンジンに注入する前に、燃料組成物から生じる粒子状物質を除去することが望ましい。従って、本明細書に開示した燃料系統に使用するために適した燃料フィルタを選択することが望ましい。内燃機関に使用される燃料における水は、少量でさえも、エンジンに対して非常に有害であり得る。従って、燃料組成物に存在する水をエンジンに注入する前に除去することができることが望ましい。一部の実施態様において、水、及び粒子状物質は、タービン遠心機を利用する燃料フィルタを使用することによって除去することができ、水、及び粒子状物質は、エンジンに対する損傷のリスクを伴わずに、エンジンへの濾過された燃料組成物の注入が可能な程度に燃料組成物から分離される。水、及び／又は粒子状物質を除去することができるその他のタイプの燃料フィルタも、もちろん使用してもよい。
【０２２５】
本発明の別の態様は、内燃機関、本明細書に開示した燃料組成物を含む燃料タンク、内燃機関で燃料タンクを接続する送油経路を備えた乗物を提供する。任意に、乗物は、再循環エンジン冷却剤を含む燃料フィルタ、及び／又はエンジン冷却システムを更に含んでいてもよい。乗物のいくつかの非限定的な例には、車、オートバイ、列車、船、及び航空機を含む。
【０２２６】
本発明の別の実施態様は、本発明の燃料、生体工学によって作られた燃料成分、又は生体工学によって作られた燃料添加物の製造のための施設を提供する。特定の実施態様において、施設は、C10出発材料の生物学的製造ができる。特定の実施態様において、施設は、更にイソプレノイド出発材料から置換されたシクロアルカン燃料成分を調製することができる。
【０２２７】
施設は、微生物を使用してC10イソプレノイド出発材料を調製するために有用な任意の構造を含むことができる。一部の実施態様において、生物学的施設は、本明細書に開示した細胞の1つ以上を含む。一部の実施態様において、生物学的施設は、細胞培養の総重量に基づいて、少なくとも約1重量%、少なくとも約5重量%、少なくとも約10重量%、少なくとも約20重量%、又は少なくとも約30重量%の量の、少なくともC10イソプレノイド出発材料を含む細胞培養を含む。さらなる実施態様において、生物学的施設は、本明細書に記述した1つ以上の細胞を含む発酵槽を含む。
【０２２８】
細胞、又は細菌に安定かつ最適な環境を提供することができ、その中でこれらが成長し、又は複製することができる任意の発酵槽を、本明細書に使用することができる。一部の実施態様において、発酵槽は、本明細書に開示した細胞の1つ以上を含む培養を含む。その他の実施態様において、発酵槽は、生物学的にIPPを製造することができる細胞培養を含む。さらなる実施態様において、発酵槽は、生物学的にDMAPPを製造することができる細胞培養を含む。更なる実施態様において、発酵槽は、IPP、及びDMAPPからGPPを生物学的に製造することができる細胞培養を含む。特定の実施態様において、発酵槽は、細胞培養の総重量に基づいて、少なくとも約1重量%、少なくとも約5重量%、少なくとも約10重量%、少なくとも約20重量%、又は少なくとも約30重量%の量の、少なくともC10イソプレノイド出発材料を含む細胞培養を含む。
【０２２９】
施設は、C10イソプレノイド出発材料から燃料成分、又は燃料添加物を製造することができる任意の構造を更に含むことができる。構造は、C10イソプレノイド出発材料の水素付加のための水素化装置を含んでいてもよい。当業者に公知の条件下でC=C二重結合をC-C単結合に還元させるために使用することができる任意の水素化装置を、本明細書に使用してもよい。水素化装置は、本明細書に開示した水素化触媒を含んでいてもよい。一部の実施態様において、構造は、ミキサー、容器、及び容器内の水素付加工程からの水素付加産物と従来の燃料添加物の混合物を更に含む。
【０２３０】
（ビジネス方法）
本発明の一つの実施態様は：（a）組換え宿主細胞で糖の醗酵反応を行うことよってC10イソプレノイド開始材料に由来する少なくとも1つの置換されたシクロアルカンを含む生物燃料を得る工程であって、組換え宿主細胞がC10イソプレノイド開始材料を産生する工程；及び（b）前記生物燃料を市場に出し、又は販売する工程を含むビジネス方法に関する。
【０２３１】
その他の実施態様において、本発明は、本明細書に開示した生物燃料を燃料のマーケター、提供者、及び／若しくは使用者に対して、市場に出し、又は流通させるための方法であって、本明細書に開示した生物燃料を広告すること、及び／又は販売の申出をすること含む方法を提供する。さらなる実施態様において、本明細書に開示した生物燃料は、天然の燃料、又はエタノール含む生物燃料対応物と比較して改善された物理的な、又はマーケティング特徴を有するであろう。
【０２３２】
特定の実施態様において、本発明は、本明細書に開示した生物燃料をガソリン、ジェット燃料、灯油、ディーゼル燃料、又はこれらの組み合わせなどの石油系燃料に混合するための既成の石油精油所と協力し、若しくは共同し、又はライセンスするための方法を提供する。別の実施態様において、本発明は、本明細書に開示した生物燃料を処理（例えば、水素付加する、水素化分解、分解、さらなる精製）して、これによりこれらを生物燃料に有益な特性を与えるような方法で修飾するための既成の石油精油所と協力し、若しくは共同し、又はライセンスするための方法を提供する。既成の石油精油所は、本明細書に開示した生物燃料は、さらなる化学修飾のための供給材料、燃料として使用することができる最終産物、又は燃料組成物のブレンディング成分として使用することができる。
【０２３３】
さらなる実施態様において、本発明は、本明細書に開示した生物燃料の産生のためにこのような再生可能な糖供与源を利用するために、再生可能な資源（例えば、トウモロコシ、サトウキビ、バガス、又はリグノセルロース材料）からの糖の生産者と協力し、若しくは共同し、又はライセンスするための方法を提供する。一部の実施態様において、糖の従来の供与源であるトウモロコシ、及びサトウキビを使用することができる。その他の実施態様において、安価なリグノセルロース材料（農業廃棄物、トウモロコシ飼い葉、又はスイッチグラス、及びパンパスグラスなどのバイオマス作物）を糖の供与源として使用することができる。このような安価な供与源に由来する糖は、本発明の方法に従って、本明細書に開示した生物燃料の産生に入れることができる。
【０２３４】
特定の実施態様において、本発明は、本明細書に開示した生物燃料の産生のために再生可能な資源から得られる糖を利用する再生可能な資源（例えば、トウモロコシ、サトウキビ、バガス、又はリグノセルロース材料）から糖を生成し、及び／又は使用する化学生産者と協力し、若しくは共同し、又はライセンスするための方法を提供する。
【実施例】
【０２３５】
以下の実施例は、説明の例示目的のみのために意図され、本発明の範囲をいかなる形であれ限定しない。
【０２３６】
（実施例1）
本実施例は、オペロン、すなわち、MevT66、MevB、MBI、及びMBISオペロンに構築したサッカロマイセス・セレビジエ（Saccharomyces cerevisiae）からのMEV経路の酵素をコードする発現プラスミドを作製するための方法を記述する。
【０２３７】
MevT66オペロンを含む発現プラスミドpAM36-MevT66は、pAM36ベクターにMevT66オペロンを挿入することよって作製した。MevT66オペロンは、遍在性前駆体アセチルCoAを（R)- メバロナートに共に形質転換するMEV経路酵素のセット、すなわちアセトアセチルCoAチオラーゼ、HMG-CoAシンターゼ、及びHMG-CoAレダクターゼをコードする。ベクターpAM36は、pACYC184ベクター（GenBankアクセッション番号XO6403）にAscI-SfiI-AsiSI-XhoI-PacI-FsIl-Pmel制限酵素部位を含むオリゴヌクレオチドカセットを挿入することよって、及びpACYC184のtet耐性遺伝子を除去することよって作製した。MevT66オペロンは、鋳型として配列番号：1を使用して合成的に作製した。ヌクレオチド配列は、大腸菌（Escherichia coli）（アセトアセチルCoAチオラーゼをコードする）における発現のためにコドン最適化した大腸菌（Escherichia coli）（GenBankアクセッション番号NC_0009 13 REGION：2324131..2325315）由来のatoB遺伝子、大腸菌（Escherichia coli）（HMG-CoAシンターゼをコードする）における発現のためにコドン最適化したサッカロマイセス・セレビジエ（Saccharomyces cerevisiae）由来のERG13遺伝子（GenBankアクセッション番号X96617、 REGION：220.. 1695）、及び大腸菌（Escherichia coli）（切断されたHMG-CoAレダクターゼをコードする）のためにコドン最適化されたサッカロマイセス・セレビジエ（Saccharomyces cerevisiae）（GenBankアクセッション番号M22002、 REGION：1777..3285）由来のHGMl遺伝子の切断バージョンを含む。合成的に作製されたMevT66オペロンは、5'EcoRI、及び3'HindIII制限酵素部位に隣接し、従って、標準的なpUC、又はpACYC起源ベクターなどのクローニングベクターの互換性制限酵素部位にクローン化することができる。MevT66オペロンをSfiI、及びAsiSI制限酵素部位に隣接してPCR増幅して、増幅されたDNA断片を、SfiI、及びAsiSI制限酵素を使用して完成に消化し、反応混合物をゲル電気泳動よって分離して、およそ4.2kbのDNA断片を抽出し、単離されたDNA断片をpAM36ベクターのSfiI、及びAsiSI制限酵素部位に挿入し、発現プラスミドpAM36-MevT66を得た。
【０２３８】
また、MevT66オペロンを含む発現プラスミドpAM25は、pAM29ベクターにMevT66オペロンを挿入することよって作製した。ベクターpAM29は、オリゴヌクレオチド発生lacUV5プロモーターをもつpZS24-MCS1（Lutz、及びBujardの論文Nucl Acids Res. 25：1203-1210（1997））からp15A複製開始点、及びkan耐性遺伝子を構築することよって作製した。MevT66オペロンを含むDNA合成構築物（上記のもの参照されたい）は、EcoRI、及びHind HI制限酵素を使用して完了まで消化し、反応混合物をゲル電気泳動よって分離して、4.2kbのDNA断片を、Qiagenゲル精製キット（Valencia、CA）を使用して抽出して、単離されたMevT66オペロン断片をpAM29のEcoRI、及びHindIII制限酵素部位に挿入して、発現プラスミドpAM25を得た。
【０２３９】
MevBオペロンを含む発現プラスミドpMevB-Cmは、pBBR1MCS-1ベクターにMevBオペロンを挿入することよって作製した。MevBオペロンは、（R)-メバロナートをIPPに共に変換する酵素のセット、すなわちメバロン酸キナーゼ、ホスホメバロン酸キナーゼ、及びメバロン酸ピロリン酸カルボキシラーゼをコードする。MevBオペロンは、サッカロマイセス・セレビジエ（Saccharomyces cerevisiae）ゲノムDNA由来のERGl2遺伝子（GenBankアクセッション番号X55875、 REGION：580.. 1911）（メバロン酸キナーゼをコードする）、ERG8遺伝子（GenBankアクセッション番号Z49939、 REGION：3363..4718）（ホスホメバロン酸キナーゼをコードする）、及びMVD1遺伝子、（GenBankアクセッション番号X97557、 REGION：544..1734）（メバロン酸ピロリン酸カルボキシラーゼをコードする）を増幅するPCRによって、並びにオーバーラップ伸長（SOEing）を使用して遺伝子を共にスプライスすることよって作製した。適切なプライマー配列を選択することにより、ERG12、及びERGSの終止コドンは、増幅の間にリボソーム結合部位を導入するようにTAAからTAGに変えた。3'Aオーバーハングの付加の後、MevBオペロンをTAクローニングベクターpCR4（Invitrogen、Carlsbad, CA）に結合した。MevBオペロンを、PstI制限酵素を使用して完了までクローン化する構築物を消化によって削除し、ゲル電気泳動によって反応混合物を分離して、4.2kbのDNA断片を抽出し、単離されたDNA断片をベクターpBBRIMCS-1（Kovachらの論文、Gene 166（1）：175-176（1995））のPstI制限酵素部位に結合して、発現プラスミドpMevB-Cmを得た。
【０２４０】
発現プラスミドpMBIは、pBBR1 MCS-3ベクターにMBIオペロンを挿入することによって作製した。MBIオペロンは、MevBオペロン、並びにIPPのDMAPPへの変換を触媒するイソペンテニルピロホスファターゼイソメラーゼと同じ酵素をコードする。MBIオペロンは、これらの5'末端にXmaI制限酵素部位を含むプライマーを使用して大腸菌ゲノムDNAからidi遺伝子のコード配列（GenBankアクセッション番号AF 119715）をPCR増幅し、増幅されたDNA断片を、XmaI制限酵素を使用して完了まで消化し、ゲル電気泳動によって反応混合物を分離し、0.5kbの断片を抽出して、及び発現プラスミドpMevB-CmのXmaI制限酵素部位に単離されたDNA断片を結合し、これによりMevBオペロンの3'末端にidiを置くことによって作製した。MBIオペロンをベクターpBBR1- MCS-3のSalI、及びSacI制限酵素部位にサブクローニングして、発現プラスミドpMBIを得た。
【０２４１】
MBISオペロンを含む発現プラスミドpMBISは、pMBIにispA遺伝子を挿入することによって作製した。ispA遺伝子は、IPPのDMAPPへの変換を触媒するファルネシルピロリン酸シンターゼをコードする。ispA遺伝子（GenBankアクセッション番号D00694、 REGION：484..1383）は、SacII制限酵素部位をもつフォワードプライマー、及びSacI制限酵素部位をもつリバースプライマーを使用して大腸菌ゲノムDNAからPCR増幅した。増幅されたPCR産物をSacII、及びSacI制限酵素で完了まで消化して、反応混合物をゲル電気泳動法によって分離し、0.9kbのDNA断片を抽出した。単離されたDNA断片をpMBIのSacII、及びSadI制限酵素部位に結合し、これによりispA遺伝子をidiの3'、及びMevBオペロンに置いて、発現プラスミドpMBISを得た。
【０２４２】
発現プラスミドpAM45は、pAM36-MevT66にMBISオペロンを挿入し、各オペロンの前にlacUV5プロモーターを付加することによって作製した。MBISオペロンは、5'XhoI制限酵素部位、及び3'PacI制限酵素部位を含むプライマーを使用してpMBISからPCR増幅した。増幅されたPCR産物をXhoI、及びPacI制限酵素を使用して完了まで消化し、反応混合物をゲル電気泳動によって分離して、5.4kbのDNA断片を抽出して、単離されたDNA断片をpAM36-MevT66のXhoI PacI制限酵素部位に結合し、プラスミドpAM43得た。lacUV5プロモーターをコードするヌクレオチド配列は、オリゴヌクレオチドから合成して、pAM43のAscI SfiI、及びAsiSI XhoI制限酵素部位にサブクローニングして、発現プラスミドpAM45を得た。
【０２４３】
（実施例2）
本実施例は、オペロンにおいて構成した黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）からのMEV経路の酵素をコードする発現ベクターを作製するための方法を記述する。
【０２４４】
発現プラスミドpAM41は、HMG1ヌクレオチド配列をmvaA遺伝子のコード配列で置換することによって、発現プラスミドpAM25から導いた。mvaA遺伝子は、サッカロマイセス・セレビジエ（Saccharomyces cerevisiae）HMG-CoAレダクターゼをコードする。mvaA遺伝子（GenBankアクセッション番号BA000017、 REGION：2688925..2687648）は、プライマー4-49 mvaA SpeI（配列番号：2）、及び4-49 mvaAR XbaI（配列番号：3）を使用して黄色ブドウ球菌亜種アウレウス（Staphylococcus aureus subsp. aureus）（ATCC 70069）ゲノムDNAからPCR増幅し、増幅されたDNA断片を、SpeI制限酵素を使用して完了まで消化し、反応混合物をゲル電気泳動によって分離して、およそ1.3kbのDNA断片を抽出した。HMG1ヌクレオチド配列を、HindIII制限酵素でプラスミドを完了まで消化することによってpAM25から除去した。生じる直鎖状DNA断片の末端オーバーハングを、T4 DNAポリメラーゼを使用して平滑にした。次いで、DNA断片を、SpeI制限酵素を使用して部分的に消化し、反応混合物をゲル電気泳動によって分離して、4.8kbのDNA断片を抽出した。単離されたDNA断片をSpeI消化したmvaA PCR産物と結合し、発現プラスミドpAM41を得た。
【０２４５】
発現プラスミドpAM52は、ERGl3遺伝子配列をmvaS遺伝子と置換することによって発現プラスミドpAM41から導いた。mvaS遺伝子は、サッカロマイセス・セレビジエ（Saccharomyces cerevisiae）HMG-CoAシンターゼをコードする。mvaS遺伝子（GenBankアクセッション番号BA000017、 REGION：2689180..2690346）をプライマーHMGS 5'Sa mvaS-S（配列番号：4）、及びHMG 3'Sa mvaS-AS（配列番号：5）を使用して、黄色ブドウ球菌亜種アウレウス（Staphylococcus aureus subsp. aureus）ゲノムDNAからPCR増幅し、増幅されたDNA断片をGeiserらの論文（Bio Techniques 31：88-92（2001））の方法に従ってpAM41におけるHMG1遺伝子を置換するPCRプライマーとして使用して、発現プラスミドpAM52を得た。
【０２４６】
発現プラスミドpAM97は、MevT66オペロンを発現プラスミドpAM52の（atoB（opt）：mvaA：mvaS）オペロンと置換することによって発現プラスミドpAM45から導いた。発現プラスミドpAM45を、AsiSI、及びSfiI制限酵素を使用して完了まで消化し、反応混合物をゲル電気泳動によって分離して、MevT66オペロンを欠いている8.3kbのDNA断片を抽出した。pAM52の（atoB（opt）：mvaA：mvaS）オペロンは、プライマー19-25 atoB SfiI-S（配列番号：6）、及び19-25 mvaA-AsiSI-AS、（配列番号：7）を使用してPCR増幅し、PCR産物を、SfiI、及びAsiSI制限酵素を使用して完了まで消化し、反応混合物をゲル電気泳動によって分離して、3.7kbのDNA断片を抽出した。単離されたDNA断片を発現プラスミドpAM45のAsiSI、及びSfiI制限酵素部位に結合させ、発現プラスミドpAM97を得た。
【０２４７】
発現プラスミドpAM97-gppsは、ispAヌクレオチド配列をゲラニル二リン酸エステルシンターゼ（「gpps」）をコードするヌクレオチド配列で置換することによって、発現プラスミドpAM97から導いた。ゲラニル二リン酸エステルシンターゼをコードするヌクレオチド配列は、合成的に産生し、大腸菌（Escherichia coli）における発現のためにコドン最適化されたシロイヌナズナのgpps遺伝子のコード配列を含む（GenBankアクセッション番号Y17376、REGION：52..1320）（配列番号：8）。コード配列は、リーダーNotI制限酵素部位、及び末端SacI制限酵素部位に隣接し、標準的なpUC、又はpACYC起源ベクターなどのクローニングベクターの適合する制限酵素部位にクローン化することができる。合成的に産生されたゲラニル二リン酸エステルシンターゼ配列は、NotI、及びSacI制限酵素を使用して、DNA合成構築物を完了まで消化することによって単離して、ゲル電気泳動によって反応混合物を分離して、およそ1.3kbのDNA断片を抽出する。発現プラスミドpAM97は、NotI、及びSacI制限酵素を使用して完了まで消化して、反応混合物をゲル電気泳動によって分離して、およそ11.2kbのDNA断片を抽出し、単離されたDNA断片を、ゲラニル二リン酸エステルシンターゼをコードするヌクレオチド配列を含むDNA断片と連結させ、発現プラスミドpAM97-gppsを得る。
【０２４８】
（実施例3）
本実施例は、α-ピネン、γ-テルピネン、及びテルピノレンの産生のための大腸菌（Escherichia coli）宿主株の産生を記述する。宿主株は、発現プラスミドpMevT、pMBIS-gpps、及び以下のうちの1つ：pTrc99A-APS、pTrc99A-GTS、及びpTrc99A-TSで化学的にコンピテントな大腸菌（Escherichia coli）DH1細胞を形質転換することによって作製した。
【０２４９】
発現プラスミドpTrc99A-APS、pTrc99 AGT、及びpTrc99A-TSは、pTrc99Aベクターにα-ピネンシンターゼ（「APS」）、γ-テルピネンシンターゼ（「GTS」）、又はテルピノレンシンターゼ（「TS」）をコードするヌクレオチド配列を挿入することによって産生した。ヌクレオチド配列インサートは、全てのヌクレオチド配列が大腸菌（Escherichia coli）における発現のためにコドン最適化された、タエダマツ（Pinus taeda）のα-ピネンシンターゼ遺伝子のコード配列（GenBankアクセッション番号AF543530 REGION：1..1887）、レモン（Citrus limon）のγ-テルピネンシンターゼ遺伝子のコード配列（GenBankアクセッション番号AF5 14286 REGION：30.. 1832）、又はスイートバジル（Ocimum basilicum）（GenBankアクセッション番号AY693650）の、若しくはトガサワラ（Pseudotsuga menziesii）（GenBankアクセッション番号AY906866 REGION：10..1887）のテルピノレンシンターゼ遺伝子のコード配列を鋳型として使用して合成的に産生した。（α-ピネン、γ-テルピネン、及びテルピノレンシンターゼのコドン最適化したヌクレオチド配列は、配列番号：9〜12として示してある）。コード配列は、リーダーXmaI制限酵素部位、及び末端XbaI制限酵素部位に隣接した。合成核酸は、標準的なpUC、又はpACYC起源ベクターなどのクローニングベクターの適合する制限酵素部位にクローン化し、そこから、これらをXbal、及びXmaI制限酵素を使用してDNA合成構築物を完了まで消化することによって再び遊離させて、ゲル電気泳動によって反応混合物を分離して、およそ1.8〜1.9のテルペンシンターゼをコードするDNA断片をゲル抽出した。単離されたDNA断片を、ベクターpTrc99A（ Ammanらの文献、Gene 40：183-190（1985））のXbaI XmaI制限酵素部位に連結し、発現プラスミドpTrc99A-APS、pTrc99A-GTS、又はpTrc99A-TSを得た（プラスミド地図については、図4参照されたい）。
【０２５０】
宿主細胞形質転換体は、100μg／mlのカルベニシリン、及び34μg／mlのクロラムフェニコールを含むLuria-Bertoni（LB）培地上で選択した。上に詳述したように、単一のコロニーをLB寒天板から5mLのLB液体培地、及び抗生物質を含む培養チューブに移した。培養を、増殖が定常期に到達するまで、37℃にて振動することによってインキュベートした。細胞を400μL 50%グリセロール、及び600μL液体培養で構成される1mLの凍結一定分量において、寒冷バイアル中で-80℃にて貯蔵した。
【０２５１】
（実施例4）
本実施例は、D-リモネン、β-ピネン、及びサビニン（sabinine）の産生のための大腸菌（Escherichia coli）宿主株の産生を記述する。宿主株は、発現プラスミドpMevT、pMBIS-gpps、及び以下のうちの1つ：pTrc99A-LMS、pTrc99A-BPS、及びpTrc99A-SSで化学的にコンピテントな大腸菌（Escherichia coli）DH1細胞を形質転換することによって作製される。
【０２５２】
発現プラスミドpTrc99A-LMS、pTrc99A-BPS、及びpTrc99A-SSは、pTrc99AベクターにD-リモネンシンターゼ（「LMS」）、β-ピネンシンターゼ（「BPS」）、又はサビニンのシンターゼ（「SS」）をコードするヌクレオチド配列を挿入することによって産生される。ヌクレオチド配列インサートは、例えば、鋳型としてアビエス・グランディス（Abies grandis)のD-リモネンシンターゼ遺伝子のコード配列）（GenBankアクセッション番号AF006193 REGION：73..1986）、クソニンジン（Artemisia annua）のβ-ピネンシンターゼのコード配列（GenBankアクセッション番号AF276072 REGION：1..1749）、又はコモンセージ（Salvia officinalis）のサビニンシンターゼ遺伝子のコード配列（GenBankアクセッション番号AF051901 REGION：26..1798）を使用して、合成的に産生される。β-ピネン、及びサビニンのシンターゼをコードするヌクレオチド配列は、リーダーXmaI制限酵素部位、及び末端XbaI制限酵素部位に隣接し、D-リモネンシンターゼをコードするヌクレオチド配列は、リーダーNcoI制限酵素部位、及び末端PstI制限酵素部位に隣接する。DNA合成構築物を、XmaI、及びXbaI（β-ピネン、及びサビニンのシンターゼ構築物について）、又はNcoI、及びPstI制限酵素（D-リモネンシンターゼ構築物について）を使用して完了まで消化する。反応混合物をゲル電気泳動によって分離して、およそ1.7〜1.9kbのDNA断片をゲル抽出し、単離されたDNA断片をpTrc99AベクターのXmaI XbaI制限酵素部位（β-ピネン、及びサビニンシンターゼインサートについて）、又はNcoI Pstl制限酵素部位（D-リモネンシンターゼインサートについて）に連結して、発現プラスミドpTrc99A-LMS、pTrc99A-BPS、及びpTrc99A-SSを得る（プラスミド地図については、図4を参照されたい）。
【０２５３】
宿主細胞形質転換体は、100μg／mlのカルベニシリン、及び34μg／mlのクロラムフェニコールを含むLuria-Bertoni（LB）培地上で選択した。上に詳述したように、単一のコロニーをLB寒天板から5mLのLB液体培地、及び抗生物質を含む培養チューブに移した。培養を、増殖が定常期に到達するまで、37℃にて振動することによってインキュベートした。細胞を400μL 50%グリセロール、及び600μL液体培養で構成される1mLの凍結一定分量において、寒冷バイアル中で-80℃にて貯蔵した。
【０２５４】
（実施例5）
本実施例は、実施例4、又は5の大腸菌（Escherichia coli）宿主株におけるα-ピネン、γ-テルピネン、テルピノレン、D-リモネン、β-ピネン、及びサビニンの産生を記述する。
【０２５５】
種培養は、25mL M9-MOPS-0.5%の酵母抽出物、2%のグルコース、100μg／mLカルベニシリン、34μg／mLクロラムフェニコール、及び5μg／mLテトラサイクリンを含む125mLフラスコに1mLの貯蔵一定分量を添加することによって一晩培養する。培養を使用して、およそ0.05の初期OD6O0にて、上で詳述したように、40mL M9-MOPS-0.5%の酵母抽出物、2%のグルコース、及び抗生物質を含む250mLのバッフルフラスコに播種する。培養は、これらが0.2のOD600に達するまで、250rpmにて回転振盪機で3O℃にて振動することによってインキュベートし、その時点で、宿主細胞における関心対象の化合物の産生を1mM IPTGで誘導した（40μlの1M IPTGを培養液に添加した）。関心対象の化合物は、溶媒-溶媒抽出によって、又は関心対象の化合物の力価が培地を飽和させ、及び第二相を形成するほど十分に多い場合は、沈降、及びデカンテーションによって、培養液から分離する。
【０２５６】
（実施例6）
本実施例は、α-ピネン、γ-テルピネン、テルピノレン、d−リモネン、β-ピネン、及びサビニンのためのサッカロマイセス・セレビジエ（Saccharomyces cerevisiae）宿主株の産生を記述する。宿主株は、最初に高レベルのゲラニルピロリン酸のを産生するサッカロマイセス・セレビジエ（Saccharomyces cerevisiae）株を産生し、次いで、発現プラスミドpRS425-APS、pR425-bBPS、pR425-GTS、pR425-TS、pR425-LMS、pR425-BOS、又はpR425-SSで株を形質転換することによって産生される。
【０２５７】
宿主株EPY219の産生は、Roらの文献（Nature 440：940-943；2006）に、及びPCT特許出願公開WO2007／005604に記述されている。宿主株EPY219は、YPD培地における培養によって、発現プラスミドpRS425ADSを保存して（cured）（酵母遺伝学における方法：Cold Spring Harbor実習マニュアル（Methods in Yeast Genetics: A Cold Spring Harbor Laboratory Course Manual）、2005年版、ISBN 0-87969-728-8）、YPD寒天上に単一コロニーをプレーティングし、次いで、CSM-Met-His寒天、及びCSM-Met-HisLeu寒天上に単一コロニーをパッチング（patching）する。CSM-Met-His寒天上で増殖するが、CSM-Met-His-Leu寒天上で増殖しない（すなわち、プラスミドpRS425ADSを失った）クローンを保存する。次いで、1つのこのようなクローンをプラスミドpδ-gppsで形質転換する。プラスミドpδ-gppsは、シロイヌナズナのgpps遺伝子のコード配列（GenBankアクセッション番号Y17376、 REGION：52..1320）を含む合成的に産生したヌクレオチド配列をベクターpRS-SacII-DX（Roらの文献、Nature 440：940-943；2006）に挿入して、生じるプラスミドをSacII制限酵素を使用して消化し、発現カセット断片をゲル抽出して、単離された断片をpδ-UBのSacII制限酵素部位にクローン化することによって産生される。形質転換体は、最初にSD-URA-His-Metプレート上で選択して、次いで、高レベルのゲラニルピロリン酸を産生するサッカロマイセス・セレビジエ（Saccharomyces cerevisiae）株の構築のためには、1g L-1 5-FOAを含むSD-His-Metプレート上で培養し、及びプレートにまく。
【０２５８】
発現プラスミドpRS425-APS、pR425-GTS、pR425-TS、pR425-BPS、pR425-LMS、pR425-BPS、及びpR425-SSは、pRS425-Gallベクターにα-ピネンシンターゼ（「APS」）、γ-テルピネンシンターゼ（「GTS」）、テルピノレンシンターゼ（「TS」）、D-リモネンシンターゼ（「LM」）、β-ピネンシンターゼ（「BPS」）、又はサビニンシンターゼ（「SS」）をコードするヌクレオチド配列を挿入することによって産生される（Mumbergらの文献（1994）Nucl. Acids. Res. 22（25）：5767-5768）。ヌクレオチド配列インサートは、例えば、鋳型として、テーダマツ（Pinus taeda）のα-ピネンシンターゼ遺伝子コード配列（GenBankアクセッション番号AF543530 REGION：1..1887）、レモン（Citrus limon）のγ-テルピネンシンターゼ遺伝子のコード配列（GenBankアクセッション番号AF514286 REGION：30..1832）、スイートバジル（Ocimum basilicum）のテルピノレンシンターゼ遺伝子の（GenBankアクセッション番号AY693650）の、若しくはトガサワラ（Pseudotsuga menziesii）（GenBankアクセッション番号AY906866 REGION：10..1887）のコード配列、アビエス・グランディス（Abies grandis)のD-リモネンシンターゼ遺伝子のコード配列（GenBankアクセッション番号AF006193 REGION：73..1986）、クソニンジン（Artemisia annua）のβ-ピネンシンターゼのコード配列（GenBankアクセッション番号AF276072 REGION：1..1749）、又はコモンセージ（Salvia officinalis）のサビニンシンターゼ遺伝子のコード配列（GenBankアクセッション番号AF051901 REGION：26.. 1798）を使用して、合成的に産生される。合成的に産生されたヌクレオチド配列は、リーダーBamHI部位、及び末端Xhol部位にて隣接し、及び従って、標準的なpUC、又はpACYC起源ベクターなどのクローニングベクターの適合する制限酵素部位にクローン化することができる。合成的に産生されたヌクレオチド配列は、BamHI、及びXhoI制限酵素を使用して、DNA合成構築物を消化することによって（α-ピネン、及びγ-テルピネンシンターゼ構築物については部分消化、他の全ての構築物については完全な消化）単離して、反応混合物をゲル電気泳動によって分離し、テルペンシンターゼコード配列を含むおよそ1.7〜1.9kbのDNA断片をゲル抽出して、単離されたDNA断片をpRS425-Gal1ベクターのBamHI XhoI制限酵素部位に連結し、発現プラスミドpRS425-APS、pR425-GTS、pR425-TS、pR425-BPS、pR425-LMS、pR425-BPS、又はpR425-SSを得る。
【０２５９】
宿主細胞形質転換体を、2%のグルコース、及びロイシン（SM-glu）を除く全てのアミノ酸を含む合成の限定培地で選択する。単一コロニーを、5mLのロイシンを欠いたSM-glu液のを含む培養バイアルに移す。増殖が安定期に到達するまで、培養を30℃にて振動することによりインキュベートする。細胞は、寒冷バイアル中に、−80℃にて、400μL 50%グリセロール、及び600μL液体培養で構成される1mLの凍結した一定分量で貯蔵する。
【０２６０】
（実施例7）
本実施例は、実施例6のサッカロマイセス・セレビジエ（Saccharomyces cerevisiae）宿主株におけるα-ピネン、γ-テルピネン、テルピノレン、D-リモネン、β-ピネン、及びサビニンの産生を記述する。
【０２６１】
種フラスコは、125mLフラスコにおいて、1mL貯蔵一定分量を25mLのロイシンを欠いたSM-gluに添加することによって一晩培養する。培養は、およそ0.05の初期OD600にてロイシン、0.2%グルコース、及び1.8%ガラクトースを欠いた40mLの合成制限培地を含む250mLのバッフルフラスコに播種するために使用する。培養を200rpmにて回転振盪機で、30℃にて浸透することによってインキュベートする。培地中のグルコースの存在は、ガラクトースによるGallプロモーターの誘導を妨げるので、関心対象の化合物の産生は、細胞が培地中のグルコースを使い果たして、それらの主な炭素源としてガラクトースを使用するようにスイッチを入れるまで誘導されない。関心対象の化合物は、溶媒-溶媒抽出によって、又は関心対象の化合物の力価が培地を飽和させ、及び第二相を形成するほど十分に多い場合は、沈降、及びデカンテーションによって培地から分離する。
【０２６２】
（実施例8）
実験計画（DOE）方法論を6つの触媒を試験するために使用した。3つの要素：触媒系、温度、及び触媒充填を試験した。水素付加スクリーンのために使用した触媒は、以下の通りであった：Alfa Aesar stock# 11761からの活性炭上の5%のロジウム、Alfa Aesar stock# L00524からの炭素上の5%のルテニウム、Alfa Aesar stock# L00566からの炭素上の5%の白金、Sigma-Aldrich stock# 206032からの酸化白金、Alfa Aesar stock# A12623からの乾燥炭素上の5%のパラジウム、及びAlfa Aesar stock# 31276からのシリカアルミナ上のニッケル。このDOEでは、12実験を生じ、これに、炭素上の白金を使用する3中心ポイントを追加した。触媒充填は、mmol/lの金属に対して規準化して、これにより、種々の分子量、及び触媒のグラムあたりの金属の割合を考慮した。触媒充填は、1.3mmol/l〜6.5mmol/lで変更を加え、一方、温度は、200℃〜300℃で変更を加えた。
【０２６３】
全ての水素付加実験は、75mL Parr圧反応器において、20mL出発材料でで実施した（48.869%のシスピナン、50.137%のトランスピナン）。実験は、以下の様式で行った：出発材料を、続いて特定された触媒の量を反応器に添加した。次いで、反応器には、200psiの水素をチャージして、撹拌して、所望の温度まで加熱した。この時点で、反応器には、600psiの水素をチャージした。全ての反応は、コンピュータによってモニターして、必要に応じて600psiまで再チャージして、反応は、再チャージする前に少なくとも100psiに低下させた。それぞれの実験は、4日間行うか、又は少なくとも6時間の水素を取り込むのを止めるまで行った。生成物をGC／MSによって解析して、質量スペクトルを、同定のためにNISTデータベースに対して比較した。次いで、クロマトグラムを、生成物分布を得るために組み込んだ。さらなる精製は、試みなかった。
【０２６４】
試験した6触媒のうち、炭素上のロジウム、及び炭素上のルテニウムは、200℃にてテトラメチルシクロヘキサンに対して強力な選択性を示した。炭素触媒上のルテニウムのポジティブな結果のため、更に2つの実験、150℃にて1つ、及び250℃にて1つ、並びに最初の実験の繰り返しを試みた。反応は、両方の温度にて活性を示した。しかし、150℃における実験では、2日の経過にわたって完了に向かわなかったが、全てのシスピナンが消費されて、トランスピナンのみが残った。250℃以上での、より高温でのいくつかの実施では、複数の未同定産物を示し、このうちの2つは、後にトリメチルシクロヘキサン、及びエチル-メチルシクロヘキサンとして同定された。300℃では、同様に、炭素上のパラジウム、白金、及びルテニウムが、p-、及びo-シメンの両異性体を生じた。全体として、生成物への最高の選択性、及び変換は、2つの炭素上のルテニウム実験に由来し、その一方は、91.9%の総テトラメチルシクロヘキサンを生じ、他方は、92.7%を生じた。炭素上のロジウムは、86.3%の総テトラメチルシクロヘキサンを生じたが、これは、有意な量の出発材料を変換することができず、更にその他の実験よりも多くのp-、及びo-メンタンを生じた。200℃における2回のルテニウム実行の平均を考慮すると、最高のロジウム実行についての21：1と比較して、その他の全ての公知の生成物全体でテトラメチルシクロヘキサンを選択して、およそ32：1の生成物比を得る。200℃でのルテニウムプロセスのための変換は、およそ99.5%であった。DOE実験の結果を表1に示してある。
【０２６５】
表１において、化合物1及び2は、テトラメチルシクロヘキサン化合物(1)及び(2)を指し；化合物14及び17は、メンタン化合物(14)及び(17)を指し；化合物11は、芳香族化合物(11)を指し；化合物27は、ジメチルオクタン(27)を指し；化合物24は、ピナン化合物(24)を指す。
【表１】
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【０２６６】
（実施例9）
AMG-500と命名した組成物は、200℃にて炭素上の5%のルテニウムを使用して、ピナンをテトラメチルシクロヘキサンに水素付加することによって作製した。これらの条件では、92%の生成物収量を生じた。AM-500の生成物組成は：i）52%のシス-l,l,2,3-テトラメチルシクロヘキサン；ii）8%のトランス-1,1,2,3-テトラメチルシクロヘキサン；iii）32%の1,1,2,5-テトラメチルシクロヘキサン；iv）3%のメンタン；及びv）0.4%のトランスピナンであることが決定された。1,1,2,5-テトラメチルシクロヘキサンは、一方は、28%、及び他方は、4%の2つの異性体を有し、しかし、いずれがシス、又はトランス異性体であったかについて決定することができなかった。同様に、メタンは、一方は、2%、及び他方は、1%の2つの異性体を有し、しかし、いずれがp-メンタン、又はo-メンタンであったかについて決定することができなかった。
【０２６７】
AMG-500、及びCARBOBにおけるAMG-500の混合物を、種々のASTM検査において試験して、結果を下記の表2、及び3に要約してある。
【表２】
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【表３】
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【０２６８】
図5A、及び5Bは、それぞれAMG-500、及びCARBOBにおけるAMG-500の混合物の蒸留プロフィールを示す。
【０２６９】
本明細書に開示した燃料組成物は、費用効果的であり、かつ環境にやさしい様式で産生することができる。好都合には、本明細書に提供したイソプレノイド化合物は、1つ以上の微生物よって産生することができる。従って、これらのイソプレノイド化合物は、ガソリンなどの石油系燃料のための代用として再生可能なエネルギー源を提供することができる。更に、これらのイソプレノイド化合物は、燃料、燃料成分、及び／又は燃料添加物の再生できない供与源に対する依存性を減少させることができる。特定の実施態様において、本発明は、生体工学によって作られたテトラメチルクロロヘキサンを含む燃料組成物を包含する。
【０２７０】
上で証明したように、本発明の実施態様は、ジェット燃料、又はミサイル燃料として特に有用な種々の燃料組成物を提供する。本発明は、限られた数の実施態様に関して記述してきたが、一つの実施態様の具体的特色は、本発明のその他の実施態様に起因しなくてもよい。単一の実施態様が、全ての本発明の実施態様を代表するというわけではない。一部の実施態様において、組成物、又は方法は、本明細書において言及されていない多数の化合物、又は工程を含んでいてもよい。その他の実施態様、組成物、又は方法において、本明細書に列挙されていない任意の化合物、又は工程を含まないか、又は実質的にない。記述された実施態様からの変更、及び改変が、存在する。例えば、本明細書に開示したジェット燃料組成物は、少なくともテトラメチルクロロヘキサンを含む必要はない。これには、ジェット燃料適用のために一般に適した炭化水素の任意のタイプを含むことができる。本明細書に開示した燃料組成物の適用は、ガソリン機関に限定されないことに留意すべきであり；これらは、ガソリンを必要である任意の設備において使用することができる。明細書が多くのガソリン組成物についての規格があるが、本明細書に開示した全てのガソリン組成物が、規格の全ての要求を満たす必要があるわけではない。本明細書に開示した燃料組成物を製作し、及び使用するための方法は、多数の工程に関して記述されることに留意されたい。これらの工程は、任意の順序で実践することができる。1つ以上の工程を省略しても、又は組み合わせられてもよいが、同じ結果を実質的に達成する。添付の特許請求の範囲は、本発明の範囲内のはいる全てのこのような変更、及び改変を包含すること意図する。
【０２７１】
この明細書において言及した全ての刊行物、及び特許出願は、あたかも個々の刊行物、又は特許出願が参照により組み込まれることが具体的かつ個々に示されたのと同じ程度に本明細書に参照により組み込まれる。前述の本発明は、理解の明快さのために図と例とをあげていくらか詳細に記述したが、添付の請求の範囲の精神、又は範囲から逸脱することなく、特定の変更、及び改変をそれに対して行ってもよいことが、本発明の教示を考慮して当業者に直ちに明らかだろう。
【化７０】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【配列表】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年4月12日(2010.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】配列表
【補正方法】追加
【補正の内容】
【配列表】
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【国際調査報告】
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