Allosteric modulation provides an effective avenue for selective and potent enzyme inhibition. Qui riassumiamo e discutiamo criticamente i recenti progressi sui meccanismi degli agonisti parziali allosterici per tre enzimi di segnalazione rappresentativi attivati da nucleotidi ciclici: la protein chinasi cAMP-dipendente (PKA), la protein chinasi cGMP-dipendente (PKG), e la proteina di scambio attivata da cAMP (EPAC). L’analisi comparativa dell’agonismo parziale in PKA, PKG e EPAC rivela un tema emergente comune, cioè il campionamento di distinti stati conformazionali “misti”, sia all’interno di un singolo dominio che tra domini distinti. Qui, mostriamo come tali stati “misti” giochino un ruolo cruciale nello spiegare la risposta funzionale osservata, cioè l’agonismo parziale e la pluripotenza allosterica, così come nel massimizzare l’inibizione minimizzando le perdite di potenza. Inoltre, combinando risonanza magnetica nucleare (NMR), simulazioni di dinamica molecolare (MD) e Ensemble Allosteric Modeling (EAM), mostriamo anche come mappare il paesaggio di energia libera degli insiemi conformazionali contenenti stati “misti”. Discutendo casi di studio selezionati, illustriamo come le simulazioni MD e l’EAM completano la NMR per correlare quantitativamente la dinamica delle proteine alla funzione. I risultanti EAM basati su NMR e MD sono previsti per informare non solo la progettazione di nuove generazioni di inibitori allosterici altamente selettivi, ma anche la scelta di combinazioni di più farmaci.