5-Fluoroorotic acid 是 thymidylate synthase 的抑制剂，可以作为酵母分子遗传学中的一种选择剂。5-Fluoroorotic acid 具有抗疟活性。

7-Deazaxanthine (7DX) 是一种胸苷磷酸化酶 (TPase) 的抑制剂。7-Deazaxanthine 以浓度依赖性方式抑制 TPase 反应，IC50 值为 40 μM。7-Deazaxanthine 还具有显着的血管生成抑制作用。

Doxifluridine 具有抗癌活性。Doxifluidine 是一种 5-FU 前药。Doxifluridine 是胸腺嘧啶酸合酶抑制剂。 Doxifluridine 能通过协同多种药物增强对肿瘤的抑制。

Plevitrexed (ZD 9331; BGC9331) 是口服有效的胸苷酸合酶 (TS) 抑制剂，Ki 值为 0.44 nM。Plevitrexed 通过 α-叶酸受体以及还原的叶酸载体吸收。Plevitrexed 有用于胃癌的潜力。Plevitrexed 是一种点击化学试剂。它含有 Alkyne 基团，可以和含有 Azide 基团的分子发生铜催化的叠氮-炔环加成反应 (CuAAc)。

Fosifloxuridine nafalbenamide (NUC-3373) 属于嘧啶核苷酸类似物，是一种胸腺嘧啶合酶 (Thymidylate synthase) 抑制剂。Fosifloxuridine nafalbenamide 具有抗癌活性。Fosifloxuridine nafalbenamide 具有诱发宿主免疫反应和增强免疫研究的潜力。

Nolatrexed dihydrochloride (AG 337) 是一种口服活性的非竞争性胸苷酸合酶 (thymidylate synthase) 抑制剂，对人 thymidylate synthase 的 Ki 值为 11 nM。Nolatrexed dihydrochloride 与该酶的叶酸辅因子结合位点相互作用。Nolatrexed dihydrochloride 增加 sulfotransferases。Nolatrexed dihydrochloride 能够在癌细胞 S 期诱导细胞周期停滞。Nolatrexed dihydrochloride 对宫颈癌具有抗癌活性。

FdUMP (triethylammonium) 是 5-氟尿嘧啶 (5-FU) 的细胞内活性形式。5-FU 转运进入细胞后在多种酶的作用下转化为FdUMP。FdUMP 与胸苷酸合成酶 (thymidylate synthetase) 及其辅因子5,10-亚甲基四氢叶酸 (5,10-methylene tetrahydrofolate) 形成三元配合物抑制胸苷酸合成酶活性，进而导致 DNA 合成被抑制。

10-Formyl-5,8-dideazafolic acid 是一种胸苷酸合成酶 (thymidylate synthase) 抑制剂。

Tegafur-Uracil (UFT; BMS-200604) 是一种口服有效的氟尿嘧啶类抗癌剂。Tegafur-Uracil 抑制胸苷酸合成酶。Tegafur-Uracil 可与亚叶酸素 (LV) 和蛋白结合多糖 (PSK) 联用进行抗实体肿瘤研究。