프레가발린은 GABAA 또는 GABAB 수용체 작용제가 아닙니다.
프레가발린은 가바펜티노이드이며 특정 칼슘 채널을 억제함으로써 작용합니다.구체적으로 이것은 특정 전압 의존성 칼슘 채널(VDCC)의 보조 α2δ 서브유닛 부위의 리간드이며, 따라서 α2δ 서브유닛 함유 VDCC의 억제제로 작용합니다.두 개의 약물 결합 α2δ 소단위, α2δ-1 및 α2δ-2가 있으며, 프레가발린은 이 두 부위에 대해 유사한 친화도(따라서 선택성 부족)를 보여줍니다.프레가발린은 α2δ VDCC 소단위에 대한 결합에 있어 선택적입니다.프레가발린이 GABA 유사체라는 사실에도 불구하고 GABA 수용체에 결합하지 않고 생체 내에서 GABA 또는 다른 GABA 수용체 작용제로 전환되지 않으며 GABA 수송 또는 대사를 직접 조절하지 않습니다.그러나 프레가발린은 GABA 합성을 담당하는 효소인 L-글루타민산 탈탄산효소(GAD)의 뇌 발현을 용량 의존적으로 증가시키는 것으로 밝혀졌으며, 따라서 뇌에서 GABA 수준을 증가시켜 간접적인 GABA 작용을 일으킬 수 있습니다.현재 프레가발린의 효과가 α2δ 함유 VDCC의 억제 이외의 다른 메커니즘에 의해 매개된다는 증거는 없습니다.따라서, 프레가발린에 의한 α2δ-1 함유 VDCC의 억제는 항경련제, 진통 및 불안 완화 효과에 대한 책임이 있는 것으로 보입니다.
화학적 구조에서 프레가발린 및 다른 가바펜티노이드와 매우 유사한 내인성 α-아미노산 L-류신 및 L-이소류신은 가바펜티노이드와 유사한 친화성을 갖는 α2δ VDCC 서브유닛의 명백한 리간드입니다(예: L-의 경우 IC50 = 71 nM 이소류신), 마이크로몰 농도(예: L-류신의 경우 12.9μM, L-이소류신의 경우 4.8μM)로 인간 뇌척수액에 존재합니다.그들이 소단위의 내인성 리간드일 수 있고 가바펜티노이드의 효과를 경쟁적으로 길항할 수 있다는 이론이 제기되었습니다.따라서 프레가발린 및 가바펜틴과 같은 가바펜티노이드는 α2δ 소단위체에 대해 나노몰 친화도를 갖지만 생체 내에서의 효능은 낮은 마이크로몰 범위에 있으며 내인성 L-아미노산에 의한 결합 경쟁이 이러한 불일치의 원인이 될 가능성이 있다고 합니다.

한 연구에서 프레가발린은 α2δ 소단위 함유 VDCC에 대해 가바펜틴보다 6배 더 높은 친화력을 갖는 것으로 밝혀졌습니다.그러나 또 다른 연구에서는 프레가발린과 가바펜틴이 인간 재조합 α2δ-1 소단위체에 대해 유사한 친화력을 가짐을 발견했습니다(각각 Ki = 32nM 및 40nM).어쨌든 프레가발린은 진통제로서 가바펜틴보다 2~4배 더 강력하고 동물의 경우 항경련제로서 가바펜틴보다 3~10배 더 강력한 것으로 보입니다.