A ciszthionin-β-szintáz (CBS) párdoménes kétértékű fémkation transzport közvetítők (CNNM-ek) családja négy, a Mg2+ transzporthoz kapcsolódó integrális membránfehérjéből áll. Szerkezetileg a CNNM-ek nagy citoszolikus régiókat tartalmaznak, amelyek egy CBS-párból és egy ciklikus nukleotidkötő homológia (CNBH) doménből állnak. Hogy ezek hogyan szabályozzák az Mg2+ transzportaktivitást, nem ismert. Itt meghatároztuk a citoszolikus fragmentumok kristályszerkezetét két konformációban: Mg2+-ATP-analóghoz kötötten és ligandummentesen. A szerkezetek nyitott és zárt konformációkat mutatnak olyan funkcionálisan fontos kontaktusokkal, amelyeket az egyes domének szerkezetében nem figyeltünk meg. Azonosítottunk továbbá egy második Mg2+-kötő régiót a CBS-pár doménben és egy másik dimerizációs felületet a CNBH domén számára. Analitikus ultracentrifugálási és izotermikus titrációs kalorimetriás kísérletek szoros korrelációt mutattak ki az Mg2+-ATP-kötés és a fehérje dimerizációja között. A bármelyik funkciót blokkoló mutációk megakadályozták a celluláris Mg2+-kiáramlási aktivitást. Az eredmények arra utalnak, hogy az Mg2+-kiáramlást a CNNM CBS-pár doménekhez való Mg2+-ATP-kötődéssel kapcsolatos konformációs változások szabályozzák.