喹諾酮類通過抑制DNA螺旋酶作用，阻礙DNA合成而導致細菌死亡。大腸桿菌的DNA螺旋酶是四疊體結(jié)構(gòu)的蛋白，由2個A亞單位與2個B亞單位組成，分子量分別為105kD與95kD.細菌在合成DNA過程中，DNA螺旋酶的A亞單位將染色體DNA正超螺旋的一條單鏈（后鏈）切開，接著B亞單位使DNA的前鏈后移，A亞單位再將切口封住，形成了負超螺旋。根據(jù)實驗研究，氟喹諾酮類藥并不是直接與DNA螺旋酶結(jié)合，而是與DNA雙鏈中非配對堿基結(jié)合，抑制DNA抑螺旋酶的A亞單位，使DNA超螺旋結(jié)構(gòu)不能封口，這樣DNA單鏈暴露，導致mRNA與蛋白合成失控，最后細菌死亡。

　　本類藥體外對DNA螺旋酶的半抑制濃度（IC₅₀）與其對細菌的MIC呈一定的平行關(guān)系。哺乳動物的細胞內(nèi)也含有生物活性與細菌DNA螺旋酶相似的酶，稱為拓樸異構(gòu)酶Ⅱ。醫(yī)學教,育網(wǎng)搜|集整理氟喹諾酮類藥對人體細胞拓樸異構(gòu)酶Ⅱ影響較小。從該表可見氧氟沙星與環(huán)丙沙星對動物細胞內(nèi)拓樸異構(gòu)酶Ⅱ的作用明顯比依諾沙星與萘啶酸小，IC₅₀很高，選擇指數(shù)很大。這可能是氧氟沙星與環(huán)丙沙星不良反應較少的原因。