La famiglia di cistationina-β-sintetasi (CBS)-pair domain divalente metallo cationi mediatori di trasporto (CNNMs) è composto da quattro proteine di membrana integrale associato con Mg2 + trasporto. Strutturalmente, CNNMs contengono grandi regioni citosoliche composto da un CBS-pair e un nucleo ciclico legame omologia (CNBH) dominio. Come questi regolano l’attività di trasporto del Mg2+ è sconosciuto. Qui, abbiamo determinato le strutture di cristallo dei frammenti citosolici in due conformazioni: Mg2+-ATP-analogico legato e ligando libero. Le strutture rivelano conformazioni aperte e chiuse con contatti funzionalmente importanti non osservati nelle strutture dei singoli domini. Abbiamo anche identificato una seconda regione di legame Mg2+ nel dominio CBS-pair e una diversa interfaccia di dimerizzazione per il dominio CNBH. L’ultracentrifugazione analitica e gli esperimenti di calorimetria a titolazione isotermica hanno rivelato una stretta correlazione tra il legame Mg2+-ATP e la dimerizzazione della proteina. Le mutazioni che hanno bloccato entrambe le funzioni hanno impedito l’attività di efflusso di Mg2+ cellulare. I risultati suggeriscono che l’efflusso di Mg2+ è regolato da cambiamenti conformazionali associati al legame di Mg2+-ATP ai domini CBS-pair di CNNM.