谷氧还蛋白已在多个物种中被测序完毕。基于同源片段，初步认定牛痘病毒O2L蛋白可能是谷氧还蛋白。
噬菌体T4可能是与进化有关的。在T4型
硫氧还蛋白的五号位上，缬氨酸取代了脯氨酸。
在模式植物
拟南芥中发现了三十种谷氧还蛋白同工型。根据他们的氧化还原活性中心，他们被划归到三个子类中：CSY[C/S]-、CGSF-与CC-型。CC-型谷氧还蛋白只存在于
维管植物中。在拟南芥中，谷氧还蛋白涉及到花的发育和
水杨酸信号通路。
人体中，谷氧还蛋白有着重要的生理作用。除了构成抗氧化系统外，近些年的一些研究表明：对谷氧还蛋白的可逆氧化修饰在信号传导方面可能是继磷酸化、糖基化和泛素化修饰之外的另一种修饰方法。这种方法的修饰发生在谷氧还蛋白二硫键上，提示了细胞稳态的调控信息。现已确认了细菌谷氧还蛋白在转录因子OxyR活性上的控制，表明OxyR对环境（
氧化态/还原态）的响应是通过谷氧还开关实现的。在抗细胞凋亡方面也有重要作用：谷氧还蛋白可以与细胞凋亡信号调控激酶1（ASK1）结合在一起从而抑制其活性，当细胞的氧化状态由还原型变为氧化型时，谷氧还蛋白会从ASK1上释放下来并启动细胞凋亡。
在与人体疾病之间关系的方面，现证明谷氧还蛋白与氧化应激损伤有着密切联系，未来在抗
动脉粥样硬化、
白内障、
神经退行性疾病、
脑缺血再灌注损伤、
糖尿病、
肿瘤等疾病方面可能会扮演着重要的角色。