Die Proteine der Synuclein-Familie kommen im neuronalen Zytosol und in präsynaptischen Endigungen reichlich vor. Bei Wirbeltieren werden sie von drei verschiedenen Genen kodiert. Synucleine wurden speziell bei drei wichtigen Krankheiten eingesetzt: Alzheimer (AD), Parkinson (PD) und Brustkrebs. Bei der Alzheimer-Krankheit bildet ein von Alpha-Synuclein abgeleitetes Peptid einen wesentlichen Bestandteil der Amyloid-Plaques. Bei der Parkinson-Krankheit sammelt sich Alpha-Synuclein in Lewy-Körpern an. Ein Allel von Alpha-Synuclein wurde mit vielen familiären Fällen von Parkinson in Verbindung gebracht. Bei Brustkrebs korreliert eine erhöhte Expression von Gamma-Synuclein mit dem Fortschreiten der Krankheit. Synucleine scheinen an der Membranplastizität im sich entwickelnden Gesangssteuerungssystem von Singvögeln beteiligt zu sein.