Export of proteins through type three secretion systems is critical for bacterial motility and virulence of many major bacterial pathogens. Three putative integral membrane proteins (FliP/FliQ/FliR) are suggested to form the core of an export gate in the inner membrane, but their structure, assembly and location within the final nanomachine remain unclear. We here present the structure of this complex at 4.2 A by cryo-electron microscopy. None of the subunits adopt canonical integral membrane protein topologies and common helix turn-helix structural elements allow them to form a helical assembly with 5:4:1 stoichiometry. Fitting of the structure into reconstructions of intact secretion systems localize the export gate as a core component of the periplasmic portion of the machinery, and cross-linking experiments confirm this observation. This study thereby identifies the export gate as a key element of the secretion channel and implies that it primes the helical architecture of the components assembling downstream.

Export of proteins through type three secretion systems (T3SS) is critical for motility and virulence of many major bacterial pathogens. Proteins are exported though a genetically defined export gate complex consisting of three proteins. We have recently shown at 4.2 Å that the flagellar complex of these three putative membrane proteins (FliPQR in flagellar systems, SctRST in virulence systems) assemble into an extra-membrane helical assembly that likely seeds correct assembly of the rod above. Here we present the structure of an equivalent complex from the more fragile Shigella virulence system at 3.5 Å by cryo-electron microscopy. This higher resolution structure reveals further detail and confirms the prediction of structural conservation in this core complex. Analysis of particle heterogeneity also reveals details of how the SctS/FliQ subunits sequentially assemble in the complex.