Alfa-sinukleīns tiek uzskatīts par vienu no faktoriem, kas provocē Parkinsona slimību: slimības laikā tā struktūra tiek izjaukta, kļūst amorfa un nesakārtota, kas noved pie olbaltumvielu agregātu veidošanās, kā arī neironu nāves centrālajā nervu sistēmā.