微生物的物质代谢和能量代谢依靠代谢网络来实现。代谢网络是由许许多多代谢途径组成的整体，既相对稳定，又可以自主调节。前馈和反馈是常见的调节方式，诱导、阻遏、激活、抑制是常见的调节手段。下面将讨论微生物代谢调节的一般模式。

1. 直线式途径的调节

例如，在谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）、黄色短杆菌（Brevibacterium flavum）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）将谷氨酸生物合成精氨酸的代谢途径中，终产物精氨酸对催化N乙酰谷氨酸生成N乙酰谷氨酰磷酸的关键酶–N乙酰谷氨酸激酶有反馈抑制作用。而且，精氨酸作为该合成途径的最终产物，其合成途径没有分支，精氨酸自身是其合成代谢的调节因子。

直线式途径还有另一种调节方式，是末端产物阻遏与中间产物诱导的混合形式。由于代谢途径畅通，E又会逐渐积累，再次形成对第一个酶的阻遏，导致A不能生成B，随着B逐渐被消耗，便不能再诱导第二、三、四个酶的合成了，此代谢途径又逐渐阻塞。例如，在粗糙链孢霉（Neurospora crassa）合成亮氨酸的过程中，终产物亮氨酸能阻遏合成途径中第一个酶–异丙基苹果酸合成酶的合成，而该酶的产物异丙基苹果酸能诱导反应途径中第二、三个酶的合成。

2.分支式途径的调节

大多数物质的合成代谢途径都是有分支的，产生的末端代谢物不止一个。对于这样的代谢途径，其调节方式相对比较复杂。下面介绍几种不同的调节方式。

（1）顺序反馈调节

在这种调节模式中，反馈抑制第一个酶活性的不是末端产物，而是分支点上的中间产物C。末端产物F和I分别抑制其分支途径中的第一个酶的活性。F浓度较高时，C向D的转化被抑制，此时C向I的代谢仍能进行；I浓度较高时，C向G的转化被抑制，C向F的代谢仍能进行；如果F和I同时过量，则会导致中间产物C的积累，C的积累则会导致A向B的转化受到抑制，整个代谢途径被阻塞。

（2）协同反馈调节

在这种调节模式中，只有当几个分支途径上的末端产物同时过量时，该途径的第一个酶才会被抑制或阻遏，单个末端产物的积累对该酶几乎没有影响。例如多黏芽孢杆菌（B. polymyxa）在合成天冬氨酸族氨基酸时，天冬氨酸激酶受到赖氨酸和苏氨酸的协同反馈调节。如果仅是苏氨酸或赖氨酸过量，并不能引起抑制或阻遏作用。

（3）累积反馈调节

在这种调节模式中，每一个分支途径上的末端产物都能部分地抑制或阻遏第一个酶的活性，只有当所有末端产物都过量时，第一个酶才会被完全抑制或阻遏。这几个末端产物对酶促反应的抑制是累积的，各自按照一定百分比发挥作用，彼此之间既无协同效应，也无拮抗作用。例如，大肠杆菌（E. coli）的谷氨酰胺合成酶的活性调节，该酶受八个不同的末端产物的累积反馈抑制，只有这八个终产物同时存在时才能完全抑制其活性。

（4）同工酶调节

同工酶是指催化相同的化学反应，但存在多种四级缔合形式，并因而在物理、化学和免疫学等方面有所差异的一组酶。它们通常催化各分支途径中的第一个反应，分别受不同的末端产物的反馈调节。典型的例子是在大肠杆菌天冬氨酸族氨基酸的合成中，催化该途径第一个反应的酶–天冬氨酸激酶存在三种同工酶，分别受赖氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸的反馈调节。

（5）联合激活或抑制作用

同一个中间产物同时参与两个代谢途径时，可同时受到两种不同的调节。下面以氨甲酰磷酸合成酶为例来介绍这种机制。其产物氨甲酰磷酸是嘧啶核苷酸合成的前体物，同时也是鸟氨酸合成精氨酸的底物。氨甲酰磷酸合成酶受到UMp的别构抑制和鸟氨酸的别构激活。当细胞内UMp含量较高时，氨甲酰磷酸合成酶的活性受到抑制，导致氨甲酰磷酸浓度下降。鸟氨酸得不到氨甲酰磷酸就不能合成精氨酸，于是细胞中的鸟氨酸会积累。鸟氨酸浓度上升，又会对氨甲酰磷酸合成酶有激活作用，使氨甲酰磷酸再被合成出来，为精氨酸的合成提供底物。当精氨酸的浓度上升到一定水平时，它会反馈抑制N乙酰谷氨酸合成酶，使鸟氨酸的合成受阻，浓度下降，氨甲酰磷酸合成酶不再被激活，活性降低。随着精氨酸的消耗，N乙酰谷氨酸合成酶的抑制被解除，鸟氨酸浓度上升，氨甲酰磷酸合成酶会再次被激活。同时，如果UMp含量下降，氨甲酰磷酸合成酶受到的抑制被解除，活性也会上升。这样激活和抑制交错进行，相互制约，对相关的代谢途径发挥调节作用，就是联合激活或抑制作用。