许多病原微生物不能直接利用现成的叶酸而必须自身合成，其合成的主要步骤是利用二氢蝶啶、L-谷氨酸、对氨基苯甲酸（PABA）在二氢叶酸合成酶的催化下形成二氢叶酸，再在二氢叶酸还原酶的催化下形成四氢叶酸，后者则参与嘌呤、嘧啶、氨基酸、核酸的合成，并最终影响菌体蛋白的合成。磺胺类药物（如磺胺嘧啶）与细菌所需的PABA竞争二氢叶酸合成酶，使敏感菌的二氢叶酸合成受阻，从而影响核酸合成而抑制细菌生长繁殖。而磺胺增效剂甲氧苄啶（TM）是细菌二氢叶酸还原酶抑制，TMP能选择性抑制二氢叶酸还原酶，使二氢叶酸不能还原为四氢叶酸，与前者合用双重阻断敏感菌叶酸代谢，抗菌作用增强数倍，甚至出现杀菌作用。抗代谢药甲氨蝶呤主要通过对二氢叶酸还原酶的抑制，使嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的生物合成过程中一碳基团的转移作用受阻，最终达到阻碍肿瘤细胞DNA的合成，而抑制肿癣细胞的生长与繁殖。抗疟疾药乙胺嘧啶可抑制疟原虫的二氢叶酸还原酶，影响疟原虫叶酸代谢过程，阻碍疟原虫的核酸合成，导致疟原虫的生长受到抑制。氨苯蝶啶是利尿剂，与叶酸代谢无关。