La modulación alostérica proporciona una vía eficaz para la inhibición selectiva y potente de enzimas. Aquí resumimos y discutimos críticamente los recientes avances en los mecanismos de los agonistas parciales alostéricos para tres enzimas de señalización representativas activadas por nucleótidos cíclicos: la proteína quinasa dependiente de AMPc (PKA), la proteína quinasa dependiente de GMPc (PKG) y la proteína de intercambio activada por AMPc (EPAC). El análisis comparativo del agonismo parcial en PKA, PKG y EPAC revela un tema emergente común, es decir, el muestreo de distintos estados conformacionales «mixtos», ya sea dentro de un único dominio o entre dominios distintos. Aquí mostramos cómo estos estados «mixtos» juegan un papel crucial en la explicación de la respuesta funcional observada, es decir, el agonismo parcial y la pluripotencia alostérica, así como en la maximización de la inhibición mientras se minimizan las pérdidas de potencia. Además, combinando la Resonancia Magnética Nuclear (RMN), las simulaciones de Dinámica Molecular (DM) y el Modelado Alostérico de Conjuntos (EAM), también mostramos cómo mapear el paisaje de energía libre de los conjuntos conformacionales que contienen estados «mixtos». Mediante la discusión de casos de estudio seleccionados, ilustramos cómo las simulaciones MD y EAM complementan la RMN para relacionar cuantitativamente la dinámica de las proteínas con su función. Se prevé que los EAM resultantes, basados en la RMN y la MD, sirvan de base no sólo para el diseño de nuevas generaciones de inhibidores alostéricos altamente selectivos, sino también para la elección de combinaciones de fármacos múltiples.