Allosteric modulation provides an effective avenue for selective and potent enzyme inhibition. Tässä esitämme yhteenvedon ja keskustelemme kriittisesti viimeaikaisista edistysaskelista, jotka koskevat allosteristen osittaisagonistien mekanismeja kolmelle edustavalle syklisten nukleotidien aktivoimalle signalointientsyymille: cAMP-riippuvaiselle proteiinikinaasille (PKA), cGMP-riippuvaiselle proteiinikinaasille (PKG) ja cAMP:n aktivoimalle vaihtoproteiinille (EPAC). PKA:n, PKG:n ja EPAC:n osittaisen agonismin vertaileva analyysi paljastaa yhteisen esiin nousevan teeman eli erilaisten ”sekamuotoisten” konformaatiotilojen näytteenoton joko yhden domeenin sisällä tai eri domeenien välillä. Tässä osoitamme, miten tällaisilla ”sekamuotoisilla” tiloilla on ratkaiseva rooli selitettäessä havaittua toiminnallista vastetta eli osittaista agonismia ja allosterista pluripotenssia sekä maksimoitaessa inhibitiota ja minimoitaessa tehohäviöitä. Yhdistämällä ydinmagneettista resonanssia (NMR), molekyylidynamiikan (MD) simulaatioita ja ensemble-allosterista mallintamista (EAM) osoitamme lisäksi, miten ”sekatiloja” sisältävien konformaatiokokonaisuuksien vapaaenergiamaisemaa voidaan kartoittaa. Keskustelemalla valituista tapaustutkimuksista havainnollistamme, miten MD-simulaatiot ja EAM täydentävät NMR:ää, jotta proteiinien dynamiikka voidaan suhteuttaa kvantitatiivisesti niiden toimintaan. Tuloksena syntyvien NMR- ja MD-pohjaisten EAM:ien odotetaan antavan tietoa paitsi uusien sukupolvien erittäin selektiivisten allosteeristen inhibiittoreiden suunnitteluun myös monilääkeyhdistelmien valintaan.