Eu duvido que a alteração da identidade do pool de aplicativos esteja relacionada a esse problema.
Desconfio de um cabeçalho de host ausente ou de outro site que reivindica o nome. Se um site aceitar todos os cabeçalhos de host (só poderia haver um por endereço IP no IIS) e outro definir um cabeçalho de host específico (o nome do seu servidor, por exemplo), o segundo site "ganha" e processará as solicitações cabeçalho do host.
Além disso, verifique suas configurações de DNS. O nslookup SERVERNAME resolve o endereço IP correto?