Abstract Escherichia coli is a Gram-negative bacterium that colonizes the human intestine and virulent strains can cause severe diarrhoeal and extraintestinal diseases. The protein SslE is secreted by a range of pathogenic and some commensal E. coli strains. It can degrade mucins in the intestine, promotes biofilm maturation and it is a major determinant of infection in virulent strains, although how it carries out these functions is not well understood. Here we examine SslE from the E. coli Waksman and H10407 strains and reveal that it has a novel and dynamic structure. In response to acidification within mature biofilms we show how SslE forms a unique functional aggregate that interacts with cellulose and regulates the distribution of exopolysaccharides in macrocolony biofilms. Our data indicates that the spatial organization of SslE polymers and local pH are critical for biofilm maturation and SslE is a key factor that drives persistence of SslE-secreting bacteria during acidic stress.

Abstract Neisseria gonorrhoeae rely on Type IV pili (T4p) to promote colonization of their human host and to cause the sexually transmitted infection, gonorrhea. This organelle cycles through a process of extension and retraction back into the bacterial cell. Through a genetic screen, we identified the NGO0783 locus of N. gonorrhoeae strain FA1090 as containing a gene encoding a protein required to stabilize the Type IV pilus in its extended, non-retracted conformation. We have named the gene tfpC and the protein TfpC. Deletion of tfpC produces a nonpiliated colony morphology and immuno-transmission electron microscopy confirms that the pili are lost in the Δ tfpC mutant, although there is some pilin detected near the bacterial cell surface. A copy of the tfpC gene expressed from a lac promoter restores pilus expression and related phenotypes. A Δ tfpC mutant shows reduced levels of pilin protein, but complementation with a tfpC gene restored pilin to normal levels. Bioinformatic searches show there are orthologues in numerous bacteria species but not all Type IV pilin expressing bacteria contain orthologous genes. Co-evolution and NMR analysis indicates that TfpC contains an N-terminal transmembrane helix, a substantial extended/unstructured region and a highly charge C-terminal coiled-coil domain. Importance Most bacterial species express one or more extracellular organelles called pili/fimbriae that are required for many properties of each bacterial cell. The Neisseria gonorrhoeae Type IV pilus is a major virulence and colonization factor for the sexually transmitted infection, gonorrhea. We have discovered a new protein of Neisseria gonorrhoeae called TfpC that is required to maintain the Type IV pili on the bacterial cell surface. There are similar proteins found in the other members of the Neisseria genus and many other bacterial species important for human health.

Bacterial adhesion is a fundamental process which enables colonisation of niche environments and is key for infection. However, in Legionella pneumophila, the causative agent of Legionnaires9 disease, these processes are not well understood. The Legionella collagen-like protein (Lcl) is an extracellular peripheral membrane protein that recognises sulphated glycosaminoglycans (GAGs) on the surface of eukaryotic cells, but also stimulates bacterial aggregation in response to divalent cations. Here we report the crystal structure of the Lcl C-terminal domain (Lcl-CTD) and present a model for intact Lcl. Our data reveal that Lcl-CTD forms an unusual dynamic trimer arrangement with a positively charged external surface and a negatively charged solvent exposed internal cavity. Through Molecular Dynamics (MD) simulations, we show how the GAG chondroitin-4-sulphate associates with the Lcl-CTD surface via unique binding modes. Our findings show that Lcl homologs are present across both the Pseudomonadota and Fibrobacterota-Chlorobiota-Bacteroidota phyla and suggest that Lcl may represent a versatile carbohydrate binding mechanism.

Bacterial adhesion is a fundamental process which enables colonisation of niche environments and is key for infection. However, in Legionella pneumophila, the causative agent of Legionnaires' disease, these processes are not well understood. The Legionella collagen-like protein (Lcl) is an extracellular peripheral membrane protein that recognises sulphated glycosaminoglycans on the surface of eukaryotic cells, but also stimulates bacterial aggregation in response to divalent cations. Here we report the crystal structure of the Lcl C-terminal domain (Lcl-CTD) and present a model for intact Lcl. Our data reveal that Lcl-CTD forms an unusual trimer arrangement with a positively charged external surface and negatively charged solvent exposed internal cavity. Through molecular dynamics simulations, we show how the glycosaminoglycan chondroitin-4-sulphate associates with the Lcl-CTD surface via distinct binding modes. Our findings show that Lcl homologs are present across both the Pseudomonadota and Fibrobacterota-Chlorobiota-Bacteroidota phyla and suggest that Lcl may represent a versatile carbohydrate-binding mechanism.