V facultatively anaerobní bakterie, jako jsou Escherichia coli, kyslík a další elektronové akceptory zásadně vliv katabolické a anabolické dráhy. E. coli je schopen rostou aerobně při dýchání a v nepřítomnosti O2 při anaerobním dýchání s dusičnany, dusitany, fumarát, dimethylsulfoxid a trimethylamin N-oxidu jako akceptory nebo fermentací. Exprese různých katabolických drah probíhá podle hierarchie se 3 nebo 4 úrovněmi. Aerobní dýchání na nejvyšší úrovni je následováno dusičnanovým dýcháním (úroveň 2), anaerobním dýcháním s ostatními akceptory (úroveň 3) a fermentací. U jiných bakterií lze pozorovat různé regulační kaskády s jinými základními principy. Důležitá je i regulace anabolismu v reakci na dostupnost O2. Je to způsobeno různými požadavky kofaktorů nebo koenzymů v aerobním a anaerobním metabolismu a požadavkem na různé biosyntetické cesty nezávislé na O2 pod anoxií. K regulaci dochází hlavně na transkripční úrovni. V E. coli je známo, že 4 globální regulační systémy jsou nezbytné pro aerobní / anaerobní přepínač a popsanou hierarchii. Dvousložková čidlo/regulátor systém sestávající ArcB (snímače) a ArcA (transkripční regulátor) je zodpovědný za regulaci aerobního metabolismu. Protein FNR je transkripční protein regulující senzor, který reguluje anaerobní respirační geny v reakci na dostupnost O2. Genový aktivátor FhlA reguluje fermentační formát a metabolismus vodíku s formátem jako induktorem. ArcA / B a FNR přímo reagují na O2, fhla nepřímo snížením hladin formátu v přítomnosti O2. Nařízení dusičnanů/dusitanů katabolismu je provedeno pomocí dvou 2-komponentní čidlo/regulátor systémy NarX(Q)/NarL(P) v reakci na dusičnany/dusitany. Spolupráce různých regulačních systémů v cílové promotory, které jsou v části pod dvojí (nebo potrubí) transkripční kontrolu způsobí, že výraz, podle hierarchie. Snímání environmentálních signálů senzorovými proteiny nebo doménami není dosud dobře pochopeno. FNR, která působí pravděpodobně jako cytoplazmatické ‚součást‘ senzor-regulátor, se navrhuje, aby smysl přímo cytoplazmatické O2-úroveň odpovídající životního prostředí O2-úrovně.