i fakultativt anaerobe bakterier såsom Escherichia coli, ilt og andre elektronacceptorer påvirker grundlæggende kataboliske og anabolske veje. E. coli er i stand til at vokse aerobt ved respiration og i fravær af O2 ved anaerob respiration med nitrat, nitrit, fumarat, dimethylsulfsyre og trimethylamin som acceptorer eller ved fermentering. Udtrykket af de forskellige kataboliske veje forekommer i henhold til et hierarki med 3 eller 4 niveauer. Aerob respiration på højeste niveau efterfølges af nitrat respiration (niveau 2), anaerob respiration med de andre acceptorer (niveau 3) og fermentering. I andre bakterier kan forskellige regulatoriske kaskader med andre underliggende principper overholdes. Regulering af anabolisme som reaktion på O2 tilgængelighed er også vigtig. Det er forårsaget af forskellige krav til cofaktorer eller coensymer i aerob og anaerob metabolisme og af kravet om forskellige O2-uafhængige biosyntetiske ruter under iltmangel. Reguleringen sker hovedsageligt på transkriptionsniveau. I E. coli er 4 globale reguleringssystemer kendt for at være essentielle for den aerobe/anaerobe omskifter og det beskrevne hierarki. Et to-komponent sensor/regulator system bestående af ArcB (sensor) og ArcA (transcriptional regulator) er ansvarlig for regulering af aerob metabolisme. FNR-proteinet er et transkriptionelt sensorregulatorprotein, der regulerer anaerobe respiratoriske gener som reaktion på O2-tilgængelighed. Genaktivatoren fhla regulerer fermentativ formiat og hydrogenmetabolisme med formiat som induktor. ArcA / B og FNR reagerer direkte på O2, fhla indirekte ved nedsatte niveauer af formiat i nærvær af O2. Regulering af nitrat / nitrit katabolisme udføres af to 2-komponent sensor / regulator systemer som reaktion på nitrat / nitrit. Samarbejde mellem de forskellige reguleringssystemer hos målpromotorerne, som delvis er under dobbelt (eller mangfoldig) transkriptionel kontrol, forårsager udtrykket i henhold til hierarkiet. Sensing af miljøsignalerne fra sensorproteinerne eller domænerne er ikke godt forstået indtil videre. FNR, der formodentlig fungerer som en cytoplasmatisk ‘en komponent’ sensorregulator, foreslås at fornemme direkte cytoplasmatiske O2-niveauer svarende til de miljømæssige O2-niveauer.