α-sinucleina viene classicamente considerata come una proteina solubile. Nonostante questo, α-sinucleina può formare aggregati proteici insolubili in diverse patologie neurologiche, quali la malattia di Parkinson,la demenza con i corpi di Lewy, l'atrofia multi-sistemica. Questi aggregati prendono il nome di corpi di Lewy o di inclusioni citoplasmatiche gliali, a seconda se si formano all'interno dei neuroni o all'interno delle cellule della glia..Queste malattie sono conosciute come sinucleinopatie.