Allosterisk modulering är en effektiv metod för selektiv och potent enzymhämning. Här sammanfattar och kritiskt diskuterar vi de senaste framstegen när det gäller mekanismerna hos allosteriska partiella agonister för tre representativa signalenzymer som aktiveras av cykliska nukleotider: det cAMP-beroende proteinkinaset (PKA), det cGMP-beroende proteinkinaset (PKG) och utbytesproteinet som aktiveras av cAMP (EPAC). Den jämförande analysen av partiell agonism i PKA, PKG och EPAC avslöjar ett gemensamt tema, nämligen sampling av olika ”blandade” konformationstillstånd, antingen inom en enda domän eller mellan olika domäner. Här visar vi hur sådana ”blandade” tillstånd spelar en avgörande roll för att förklara det observerade funktionella svaret, dvs. partiell agonism och allosterisk pluripotens, samt för att maximera hämning samtidigt som potensförlusterna minimeras. Genom att kombinera nukleär magnetisk resonans (NMR), simuleringar av molekylär dynamik (MD) och ensemble allosterisk modellering (EAM) visar vi också hur man kan kartlägga det fria energilandskapet för konformationella ensembler som innehåller ”blandade” tillstånd. Genom att diskutera utvalda fallstudier illustrerar vi hur MD-simuleringar och EAM kompletterar NMR för att kvantitativt relatera proteindynamik till funktion. De resulterande NMR- och MD-baserade EAM:erna förväntas ge information inte bara om utformningen av nya generationer av mycket selektiva allosteriska hämmare, utan också om valet av kombinationer av flera läkemedel.