α-syn的积聚不仅具有神经毒性作用，对突触功能和信号的传递也有影响，它在PD的发病和发展过程中具有重要作用。

α-syn是由140个氨基酸组成的小分子蛋白质，正常生理状况下呈无序结构，其氨基端（第1～60位氨基酸）具有高度保守的氨基酸序列，该区域与磷脂双层的结合能稳定蛋白的α螺旋结构。PD患者α-syn的突变可破坏α螺旋的结构，使之形成β折叠，进而聚集并产生具有神经毒性作用的纤维丝样蛋白聚集体，最终导致PD的发生。α-syn的疏水性区域（第61～95位氨基酸）为非Aβ蛋白成分的前体蛋白（NACP），它是α-syn与β-syn、γ-syn的主要区别，与α-syn从不规则卷曲到β折叠的构象转换有关。非Aβ蛋白成分（NAC）对多巴胺能神经元有选择性神经毒性作用，这种毒性作用可能与其形成β片层二级结构的能力有关，只有已形成纤维聚集和正在形成β片层的NAC才有毒性。

α-syn基因的两种致病单核苷酸突变（A30P、A53T）的发现对研究PD的病因病机具有重要意义，最近研究显示，α-syn还存在一种新的基因突变――E46K。野生型和突变型α-syn蛋白在体外培养时，都可形成带有反向平行β折叠结构的不溶性原纤维，且α-syn突变型α-syn更能促进纤维蛋白聚集物的形成。