Pregabalin sio agonist ya kipokezi cha GABAA au GABAB.
Pregabalin ni gabapentinoid na hufanya kwa kuzuia njia fulani za kalsiamu. Hasa ni kiungo cha tovuti kisaidizi cha α2δ cha njia fulani za kalsiamu zinazotegemea volteji (VDCC), na hivyo hufanya kazi kama kizuizi cha VDCC zenye α2δ zilizo na kitengo kidogo. Kuna vijisehemu viwili vya α2δ vinavyofunga dawa, α2δ-1 na α2δ-2, na pregabalin inaonyesha mshikamano sawa kwa (na kwa hivyo ukosefu wa kuchagua kati) tovuti hizi mbili. Pregabalin inachagua katika kumfunga kwa kitengo kidogo cha α2δ VDCC. Licha ya ukweli kwamba pregabalin ni analogi ya GABA, haiunganishi na vipokezi vya GABA, haibadiliki kuwa GABA au agonisti mwingine wa kipokezi cha GABA katika vivo, na haibadilishi moja kwa moja usafiri wa GABA au kimetaboliki. Walakini, pregabalin imepatikana kutoa ongezeko linalotegemea kipimo katika usemi wa ubongo wa L-glutamic acid decarboxylase (GAD), kimeng'enya kinachohusika na kusanisi GABA, na hivyo inaweza kuwa na athari za GABAergic zisizo za moja kwa moja kwa kuongeza viwango vya GABA kwenye ubongo. Kwa sasa hakuna ushahidi kwamba athari za pregabalin hupatanishwa na utaratibu wowote isipokuwa kuzuiwa kwa VDCC zenye α2δ. Kwa mujibu wa, kuzuiwa kwa VDCC zenye α2δ-1 na pregabalin kunaonekana kuwajibika kwa athari zake za kizuia mshtuko, kutuliza maumivu na wasiwasi.
Asidi asilia za α-amino L-leucine na L-isoleusini, ambazo zinafanana kwa karibu na pregabalin na gabapentinoidi nyingine katika muundo wa kemikali, ni ligandi dhahiri za kitengo kidogo cha α2δ VDCC zenye mshikamano sawa na gabapentinoids (kwa mfano, IC50 = 71 nM kwa L- isoleusini), na zipo kwenye giligili ya ubongo ya binadamu kwenye mikromola viwango (kwa mfano, 12.9 μM kwa L-leucine, 4.8 μM kwa L-isoleusini). Imekuwa na nadharia kwamba wanaweza kuwa ligandi endogenous ya subunit na kwamba wanaweza kwa ushindani kupinga madhara ya gabapentinoids. Kwa mujibu wa, ingawa gabapentinoidi kama vile pregabalin na gabapentin zina viambatisho vya nanomolar kwa kitengo kidogo cha α2δ, nguvu zao katika vivo ziko katika kiwango cha chini cha mikromolari, na ushindani wa kufungana na asidi ya L-amino asilia imesemekana kuwa na uwezekano wa kuwajibika kwa tofauti hii.

Pregabalin iligunduliwa kuwa na mshikamano wa juu mara 6 kuliko gabapentin kwa VDCC zenye α2δ zilizo na kitengo kidogo katika utafiti mmoja. Walakini, utafiti mwingine uligundua kuwa pregabalin na gabapentin zilikuwa na uhusiano sawa kwa sehemu ndogo ya α2δ-1 ya binadamu (Ki = 32 nM na 40 nM, mtawaliwa). Kwa vyovyote vile, pregabalin ina nguvu mara 2 hadi 4 zaidi ya gabapentin kama dawa ya kutuliza maumivu na, kwa wanyama, inaonekana kuwa na nguvu mara 3 hadi 10 zaidi ya gabapentin kama kizuia mshtuko.