APROVECHAMIENTO DE LOS NÓBELES
El interés de Ochoa por la biología se vio estimulado por los trabajos del premio Nobel español Santiago Ramón y Cajal, que estudiaba la estructura del sistema nervioso. Ochoa ingresó en la Facultad de Medicina de la Universidad de Madrid en 1923, con la esperanza de trabajar con el Dr. Cajal, pero éste ya se había retirado. Aunque la propia facultad de medicina no contaba con instalaciones de investigación, Ochoa pudo ampliar su potencial académico y científico. Al ser un alumno aventajado, Ochoa y su talento fueron rápidamente reconocidos por el catedrático de fisiología de la universidad, el Dr. Juan Negrín, que seleccionaba regularmente a estudiantes brillantes como ayudantes de laboratorio. Al principio, Ochoa recibió la tarea más bien rutinaria de aislar la creatinina de la orina. También desarrolló un método para medir la creatinina muscular. Durante el verano de 1927, cuando Ochoa aún era estudiante de cuarto curso de medicina, viajó a Glasgow (Escocia) para trabajar con el Dr. Noel Paton y mejorar el ensayo de la creatinina y su dominio del inglés. En poco tiempo pudo publicar su primera nota científica en la revista Proceedings of the Royal Society, y a su regreso a Madrid, junto con su compañero de estudios José Valdecasas, presentó un trabajo en la prestigiosa revista Journal of Biological Chemistry. Fue un momento de orgullo para él, dada su juventud y el hecho de que el inglés no era su lengua materna, y se dice que recordaba este logro con frecuencia.
Durante la carrera de medicina, Ochoa vivió en la conocida Residencia de Estudiantes de Madrid en medio de muchos aspirantes a maravillas artísticas y científicas, como el pintor Salvador Dalí y el poeta Federico García Lorca. Durante el tiempo que Ochoa vivió allí, eran frecuentes las conferencias de premios Nobel como Marie Curie y Albert Einstein. Tras obtener su título de médico con honores en 1929, Ochoa, a los 24 años, solicitó una plaza de becario en el laboratorio de Otto Meyerhof en Berlín (Alemania), que estaba a la vanguardia de la nueva disciplina de la bioquímica. Allí se relacionó con muchos bioquímicos famosos, como el Dr. Otto Warburg y el Dr. Fritz Lipmann. Meyerhof, famoso por su vía Embden-Meyerhof en la glucólisis, por la que la glucosa se convierte en ácido pirúvico con producción de trifosfato de adenosina (ATP), había ganado él mismo el Premio Nobel menos de una década antes. Ese mismo año, Ochoa realizó un viaje a Boston para asistir al Congreso Internacional de Fisiología y visitó varios lugares de Estados Unidos (EEUU), donde vivía uno de sus hermanos. A su regreso a España, en 1930, retomó su trabajo en la Residencia de Estudiantes para completar la investigación de su tesis de doctorado en Medicina.
En 1931, Ochoa se enamoró dos veces. La primera fue de una mujer llamada Carmen García Covián, con la que se casó. La segunda fue con la enzimología, que descubrió mientras trabajaba como becario postdoctoral con el doctor H W Dudley en el laboratorio de Sir Henry Dale en Inglaterra, otro premio Nobel, por sus investigaciones sobre la acetilcolina. Partiendo de su anterior trabajo sobre la creatinina muscular, Ochoa se aventuró en el mundo de las enzimas y su papel en el metabolismo intermediario. Fue un punto de inflexión en su carrera y se convirtió en su interés de por vida. Su primera introducción fue una enzima llamada glioxalasa, cuya función principal es desintoxicar sustancias como el metilglioxal y otros aldehídos. Estos compuestos son subproductos de los procesos bioquímicos normales de la vida, pero muy tóxicos para las células. La notable enzima que captó la atención de Ochoa en 1931 sería el objetivo de las empresas farmacéuticas décadas más tarde para crear antibióticos y medicamentos contra el cáncer. Pero para Ochoa, la glioxalasa fue un trampolín para los prolíficos descubrimientos bioquímicos que pronto siguieron, en particular su trabajo sobre los ácidos nucleicos y el ARN.