A bstract The predatory deltaproteobacterium Myxococcus xanthus uses a helically-trafficked motor at bacterial focal adhesion (bFA) sites to power gliding motility. Using TIRF and force microscopy, we herein identify the integrin αI-domain-like outer-membrane (OM) lipoprotein CglB as an essential substratum-coupling protein of the gliding motility complex. Similar to most known OM lipoproteins, CglB is anchored on the periplasmic side of the OM and thus a mechanism must exist to secrete it to the cell surface in order for it to interact with the underlying substratum. We reveal this process to be mediated by a predicted OM β-barrel structure of the gliding complex. This OM platform was found to regulate the conformational activation and secretion of CglB across the OM. These data suggest that the gliding complex promotes surface exposure of CglB at bFAs, thus explaining the manner by which forces exerted by inner-membrane motors are transduced across the cell envelope to the substratum; they also uncover a novel protein secretion mechanism, highlighting the ubiquitous connection between secretion and bacterial motility.

Integrins are crucial for eukaryotic cell attachment and motility within the extracellular matrix (ECM) via focal-adhesion formation, with their evolutionary emergence important for the development of multicellularity. Intriguingly, single gliding cells of the predatory deltaproteobacterium Myxococcus xanthus form bacterial focal-adhesion (bFA) sites; therein, helically-trafficked motors become immobilized at anchored locations through Glt apparatus association with cell-surface integrin αI-domain-like adhesin CglB. Using traction-force, bead-force, and total internal reflection-fluorescence microscopies combined with biochemical approaches, we herein identify the von Willebrand A domain-containing cell-surface lipoprotein CglD to be a β-integrin-like outer-membrane lipoprotein that functionally associates with and anchors the trans-envelope Glt-CglB gliding apparatus, stabilizing and efficiently anchoring this assembly at bFAs. Calcium dependence governs CglD importance, consistent with its integrated ECM eukaryotic cartilage oligomeric matrix protein domains. CglD thus confers mechanosensory and mechanotransductory capabilities to the gliding apparatus, helping explain bFA-mediated trans-envelope force transduction, from inner-membrane-embedded motors to the cell surface.