Matrix-assisted laser desorption/ionization imaging mass spectrometry (MALDI IMS) allows for highly multiplexed, unlabeled mapping of analytes from tissue sections. However, further work is needed to improve the sensitivity and depth of coverage for protein and peptide IMS. We demonstrate signal enhancement of proteolytic peptides from thin tissue sections of human kidney by conventional MALDI (MALDI-1) augmented using a second ionizing laser (termed MALDI-2). Proteins were digested in situ using trypsin prior to IMS analysis. For tentative identification of peptides and proteins, a tissue homogenate from the same organ used for IMS was analyzed by LC-MS/MS, and data are available via ProteomeXchange with identifier PXD023877. These identified proteins were then digested in silico to generate a database of theoretical peptides to then match to MALDI IMS data sets. Peptides were tentatively identified by matching the MALDI peak list to the database peptide list based on mass accuracy (5 ppm mass error). This resulted in 1337 ± 96 (n = 3) peptides and 2076 ± 362 (n = 3) unique peptides matched to IMS peaks from MALDI-1 and MALDI-2, respectively. Protein identifications requiring two or more peptides per protein resulted in 276 ± 20 proteins with MALDI-1 and 401 ± 60 with MALDI-2. These results demonstrate that MALDI-2 provides enhanced sensitivity for the spatial mapping of tryptic peptides and significantly increases the number of proteins identified in IMS experiments.

中文翻译：

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使用 MALDI IMS Postionization (MALDI-2) 增强组织切片的胰蛋白酶肽信号。

基质辅助激光解吸/电离成像质谱 (MALDI IMS) 允许对组织切片中的分析物进行高度多路复用、未标记的映射。然而，需要进一步的工作来提高蛋白质和肽 IMS 的灵敏度和覆盖深度。我们通过使用第二个电离激光（称为 MALDI-2）增强的常规 MALDI (MALDI-1) 证明了来自人类肾脏薄组织切片的蛋白水解肽的信号增强。在 IMS 分析之前，使用胰蛋白酶原位消化蛋白质。为了初步鉴定肽和蛋白质，通过 LC-MS/MS 分析来自用于 IMS 的同一器官的组织匀浆，数据可通过 ProteomeXchange 获得，标识符为 PXD023877。然后在计算机中消化这些鉴定的蛋白质以生成理论肽数据库，然后匹配 MALDI IMS 数据集。根据质量准确度（5 ppm 质量误差），通过将 MALDI 峰列表与数据库肽列表匹配来初步鉴定肽。这导致分别与来自 MALDI-1 和 MALDI-2 的 IMS 峰匹配的 1337 ± 96 (n = 3) 个肽和 2076 ± 362 (n = 3) 个独特的肽。每个蛋白质需要两个或更多肽的蛋白质鉴定导致 MALDI-1 有 276 ± 20 个蛋白质，MALDI-2 有 401 ± 60 个蛋白质。这些结果表明，MALDI-2 为胰蛋白酶肽的空间定位提供了增强的灵敏度，并显着增加了 IMS 实验中鉴定的蛋白质数量。根据质量准确度（5 ppm 质量误差），通过将 MALDI 峰列表与数据库肽列表匹配来初步鉴定肽。这导致分别与来自 MALDI-1 和 MALDI-2 的 IMS 峰匹配的 1337 ± 96 (n = 3) 个肽和 2076 ± 362 (n = 3) 个独特的肽。每个蛋白质需要两个或更多肽的蛋白质鉴定导致 MALDI-1 有 276 ± 20 个蛋白质，MALDI-2 有 401 ± 60 个蛋白质。这些结果表明，MALDI-2 为胰蛋白酶肽的空间定位提供了增强的灵敏度，并显着增加了 IMS 实验中鉴定的蛋白质数量。根据质量准确度（5 ppm 质量误差），通过将 MALDI 峰列表与数据库肽列表匹配来初步鉴定肽。这导致分别与来自 MALDI-1 和 MALDI-2 的 IMS 峰匹配的 1337 ± 96 (n = 3) 个肽和 2076 ± 362 (n = 3) 个独特的肽。每个蛋白质需要两个或更多肽的蛋白质鉴定导致 MALDI-1 有 276 ± 20 个蛋白质，MALDI-2 有 401 ± 60 个蛋白质。这些结果表明，MALDI-2 为胰蛋白酶肽的空间定位提供了增强的灵敏度，并显着增加了 IMS 实验中鉴定的蛋白质数量。每个蛋白质需要两个或更多肽的蛋白质鉴定导致 MALDI-1 有 276 ± 20 个蛋白质，MALDI-2 有 401 ± 60 个蛋白质。这些结果表明，MALDI-2 为胰蛋白酶肽的空间定位提供了增强的灵敏度，并显着增加了 IMS 实验中鉴定的蛋白质数量。每个蛋白质需要两个或更多肽的蛋白质鉴定导致 MALDI-1 有 276 ± 20 个蛋白质，MALDI-2 有 401 ± 60 个蛋白质。这些结果表明，MALDI-2 为胰蛋白酶肽的空间定位提供了增强的灵敏度，并显着增加了 IMS 实验中鉴定的蛋白质数量。