Les protéines de la famille des synucléines sont abondamment exprimées dans le cytosol des neurones et dans les terminaux présynaptiques. Chez les vertébrés, elles sont codées par trois gènes différents. Les synucléines ont été spécifiquement mises en œuvre dans trois maladies majeures : La maladie d'Alzheimer (MA), la maladie de Parkinson (MP) et le cancer du sein. Dans la maladie d'Alzheimer, un peptide dérivé de l'alpha-synucléine forme un composant intrinsèque de la plaque amyloïde. Dans la maladie de Parkinson, l'alpha-synucléine s'accumule dans les corps de Lewy. Un allèle de la synucléine alpha a été associé à de nombreux cas familiaux de la maladie de Parkinson. Dans le cancer du sein, l'augmentation de l'expression de la synucléine gamma est en corrélation avec la progression de la maladie. Les synucléines semblent être impliquées dans la plasticité membranaire dans le développement du système de contrôle du chant chez les oiseaux chanteurs.