Eu descobri:]
aparentemente no proxy_pass você precisa dizer ao subdiretório que a solicitação será:
location /sub {
proxy_pass http://subdirectory/sub; // here the location ie: /sub needs to be passed to the underlieing
proxy_redirect off;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_max_temp_file_size 0;
client_max_body_size 10m;
client_body_buffer_size 128k;
proxy_connect_timeout 90;
proxy_send_timeout 90;
proxy_read_timeout 90;
proxy_buffer_size 4k;
proxy_buffers 4 32k;
proxy_busy_buffers_size 64k;
proxy_temp_file_write_size 64k;
}