甲氨蝶呤(methotrexate,MTX)的化学结构与叶酸相似,对二氢叶酸还原酶具有强大而持久的抑制作用,它与该酶的结合力比叶酸大106倍,呈竞争性抑制作用。药物与酶结合后,使二氢叶酸(FH2)不能变成四氢叶酸(FH4),从而使5,10-甲酰四氢叶酸产生不足,使脱氧胸苷酸(dTMP)合成受阻,DNA合成障碍。为了减轻MTX的骨髓毒性,可在应用大剂量MTX一定时间后肌注甲酰四氢叶酸钙,以保护骨髓正常细胞。