Las proteínas de la familia de la sinucleína se expresan abundantemente en el citosol neuronal y en las terminales presinápticas. En los vertebrados están codificadas por tres genes diferentes. Las sinucleínas se han implementado específicamente en tres enfermedades principales: Alzheimer (EA), Parkinson (EP) y cáncer de mama. En la EA, un péptido derivado de la alfa-sinucleína forma un componente intrínseco de la placa amiloide. En la EP, la alfa-sinucleína se acumula en los cuerpos de Lewy. Un alelo de alfa-sinucleína se ha relacionado con muchos casos familiares de EP. En el cáncer de mama, el aumento de la expresión de la sinucleína gamma se correlaciona con la progresión de la enfermedad. Las sinucleínas parecen estar implicadas en la plasticidad de la membrana en el desarrollo del sistema de control del canto de los pájaros cantores.