La famiglia delle proteine della sinucleina è abbondantemente espressa nel citosol dei neuroni e nei terminali presinaptici. Nei vertebrati sono codificate da tre geni diversi. Le sinucleine sono state implementate in modo specifico in tre malattie principali: Alzheimer (AD), Parkinson (PD) e cancro al seno. Nell'AD, un peptide derivato dall'alfa-sinucleina forma un componente intrinseco della placca amiloide. Nel PD, l'alfa-sinucleina si accumula nei corpi di Lewy. Un allele dell'alfa-sinucleina è stato collegato a molti casi familiari di PD. Nel cancro al seno, l'aumento dell'espressione della gamma sinucleina è correlato alla progressione della malattia. Le sinucleine sembrano essere coinvolte nella plasticità della membrana nello sviluppo del sistema di controllo del canto degli uccelli canori.