Прегабалин не з'яўляецца агоністом рэцэптараў ГАМКА або ГАМК.
Прегабалин з'яўляецца габапентиноидом і дзейнічае шляхам інгібіравання пэўных кальцыевых каналаў.У прыватнасці, гэта ліганд дапаможнага сайта α2δ субадзінак пэўных вольтажазалежных кальцыевых каналаў (VDCC), і, такім чынам, дзейнічае як інгібітар VDCC, якія змяшчаюць субадзінак α2δ.Існуюць дзве злучаючыя лекі субадзінак α2δ, α2δ-1 і α2δ-2, і прегабалин праяўляе аналагічнае сродство да гэтых двух участкаў (і, такім чынам, адсутнасць селектыўнасці паміж імі).Прегабалин селектыўны ў сваім звязванні з субадзінак α2δ VDCC.Нягледзячы на ​​​​тое, што прегабалин з'яўляецца аналагам ГАМК, ён не звязваецца з ГАМК-рэцэптарамі, не ператвараецца ў ГАМК або іншы агоніст рэцэптараў ГАМК in vivo і не мадулюе непасрэдна транспарт і метабалізм ГАМК.Аднак было ўстаноўлена, што прегабалин выклікае дозозависимое павелічэнне экспрэсіі ў мозгу L-глутамінавай кіслаты дэкарбоксилазы (GAD), фермента, адказнага за сінтэз ГАМК, і, такім чынам, можа аказваць некаторыя ўскосныя ГАМКергические эфекты за кошт павышэння ўзроўню ГАМК ў галаўным мозгу.У цяперашні час няма доказаў таго, што эфекты прегабалина апасродкаваны якім-небудзь іншым механізмам, акрамя інгібіравання α2δ-змяшчаюць VDCC.Адпаведна, інгібіравання α2δ-1-змяшчаюць VDCC прегабалином, па-відаць, адказвае за яго супрацьсутаргавае, абязбольвальнае і анксіолітычнае дзеянне.
Эндагенныя α-амінакіслоты L-лейцын і L-ізалейцын, якія па хімічнай структуры вельмі нагадваюць прегабалин і іншыя габапентиноиды, з'яўляюцца відавочнымі лігандамі субадзінкі α2δ VDCC з аналагічным сродствам, што і габапентыноіды (напрыклад, IC50 = 71 nM ізалейцын), і прысутнічаюць у спіннамазгавой вадкасці чалавека ў микромолярных канцэнтрацыях (напрыклад, 12,9 мкМ для L-лейцын, 4,8 мкМ для L-ізалейцыну).Было высунута тэорыя, што яны могуць быць эндагеннымі лигандами субадзінак і што яны могуць канкурэнтна супрацьстаяць эфектам габапентиноидов.Адпаведна, у той час як габапентиноиды, такія як прегабалин і габапентин, валодаюць нанамалярным сродствам да субадзінак α2δ, іх патэнцыя in vivo знаходзіцца ў нізкім мікрамалярным дыяпазоне, і, як кажуць, канкурэнцыя за звязванне эндагеннымі L-амінакіслотамі, верагодна, вінаватая ў гэтым неадпаведнасці.

У адным даследаванні было ўстаноўлена, што прегабалин валодае ў 6 разоў большым сродством, чым габапентин, да VDCC, якія змяшчаюць субадзінак α2δ.Аднак іншае даследаванне паказала, што прегабалин і габапентин маюць аналагічныя сродства да рэкамбінантнай субадзінак α2δ-1 чалавека (Ki = 32 нМ і 40 нМ адпаведна).У любым выпадку, прегабалин ў 2-4 разы больш магутны, чым габапентин як анальгетык, а ў жывёл - у 3-10 разоў больш магутны, чым габапентин як супрацьсутаргавае сродак.