Պրեգաբալինը GABAA կամ GABAB ընկալիչների ագոնիստ չէ:
Պրեգաբալինը գաբապենտինոիդ է և գործում է կալցիումի որոշ ալիքների արգելակմամբ: Մասնավորապես, այն հանդիսանում է որոշակի լարման կախված կալցիումի ալիքների (VDCCs) օժանդակ α2δ ենթամիավորի տեղամասի լիգանդ, և դրանով իսկ հանդես է գալիս որպես α2δ ենթամիավոր պարունակող VDCC-ների արգելակող: Գոյություն ունեն դեղամիջոցներ կապող α2δ ենթամիավորներ՝ α2δ-1 և α2δ-2, և պրեգաբալինը ցույց է տալիս նմանատիպ մերձեցում (և հետևաբար՝ ընտրողականության բացակայություն) այս երկու տեղամասերի նկատմամբ: Պրեգաբալինը ընտրովի է իր կապի մեջ α2δ VDCC ենթամիավորի հետ: Չնայած այն հանգամանքին, որ պրեգաբալինը GABA-ի անալոգային է, այն չի կապվում GABA ընկալիչների հետ, չի վերածվում GABA-ի կամ այլ GABA ընկալիչների ագոնիստի in vivo և ուղղակիորեն չի կարգավորում GABA-ի տրանսպորտը կամ նյութափոխանակությունը: Այնուամենայնիվ, պարզվել է, որ պրեգաբալինը առաջացնում է L-գլուտամինաթթվի դեկարբոքսիլազի (GAD) ուղեղի արտահայտման դոզայից կախված աճ՝ GABA-ի սինթեզման համար պատասխանատու ֆերմենտը, և, հետևաբար, կարող է ունենալ որոշ անուղղակի GABAergic ազդեցություն՝ բարձրացնելով GABA-ի մակարդակը ուղեղում: Ներկայումս չկա որևէ ապացույց, որ պրեգաբալինի ազդեցությունը միջնորդավորված է որևէ այլ մեխանիզմով, բացի α2δ պարունակող VDCC-ների արգելակումից: Համապատասխանաբար, α2δ-1 պարունակող VDCC-ների արգելակումը պրեգաբալինի կողմից, ըստ երևույթին, պատասխանատու է նրա հակաջղաձգային, անալգետիկ և անգսիոլիտիկ ազդեցությունների համար:
Էնդոգեն α-ամինաթթուները L-leucine և L-isoleucine, որոնք շատ նման են պրեգաբալինին և մյուս գաբապենտինոիդներին քիմիական կառուցվածքով, α2δ VDCC ենթամիավորի ակնհայտ լիգանդներ են, որոնք ունեն նման կապ, ինչպես գաբապենտինոիդները (օրինակ՝ IC50 = 71 nM L-ի համար: isoleucine), և առկա են մարդու ողնուղեղային հեղուկում միկրոմոլարով կոնցենտրացիաներ (օրինակ՝ 12,9 մկմ L-լեյցինի համար, 4,8 մկմ՝ L-isoleucine-ի համար): Ենթադրվում է, որ դրանք կարող են լինել ենթամիավորի էնդոգեն լիգանդները և որ նրանք կարող են մրցակցային հակազդել գաբապենտինոիդների ազդեցությանը: Համապատասխանաբար, թեև գաբապենտինոիդները, ինչպիսիք են պրեգաբալինը և գաբապենտինը, ունեն նանոմոլային կապեր α2δ ենթամիավորի նկատմամբ, նրանց ուժերը in vivo գտնվում են ցածր միկրոմոլային միջակայքում, և ասվել է, որ էնդոգեն L-ամինաթթուներով կապվելու մրցակցությունը, հավանաբար, պատասխանատու է այս անհամապատասխանության համար:

Մեկ ուսումնասիրության ընթացքում պարզվել է, որ պրեգաբալինը 6 անգամ ավելի բարձր կապ ունի, քան գաբապենտինը α2δ ենթամիավոր պարունակող VDCC-ների համար: Այնուամենայնիվ, մեկ այլ ուսումնասիրություն ցույց է տվել, որ պրեգաբալինը և գաբապենտինը նման կապեր ունեն մարդու ռեկոմբինանտ α2δ-1 ենթամիավորի նկատմամբ (համապատասխանաբար Ki = 32 նՄ և 40 նՄ): Ամեն դեպքում, պրեգաբալինը 2-ից 4 անգամ ավելի հզոր է, քան գաբապենտինը որպես անալգետիկ, և կենդանիների մոտ, թվում է, 3-ից 10 անգամ ավելի հզոր է, քան գաբապենտինը որպես հակացնցումային միջոց: