NOBEL LAUREATES APLENTY
Zainteresowanie Ochoa biologią zostało pobudzone przez pracę hiszpańskiego laureata Nagrody Nobla Santiago Ramón y Cajal, który badał strukturę układu nerwowego. Ochoa uczęszczał do szkoły medycznej na Uniwersytecie Madryckim w 1923 roku, mając nadzieję na współpracę z doktorem Cajalem, ale ten ostatni przeszedł już wtedy na emeryturę. Mimo, że sama szkoła medyczna nie posiadała żadnego zaplecza badawczego, Ochoa był w stanie rozwinąć swój potencjał akademicki i naukowy. Będąc najlepszym studentem, Ochoa i jego talent zostali szybko zauważeni przez uniwersyteckiego profesora fizjologii, dr Juana Negrína, który regularnie wybierał błyskotliwych studentów na swoich asystentów laboratoryjnych. Początkowo Ochoa otrzymał dość rutynowe zadanie wyizolowania kreatyniny z moczu. Opracował również metodę pomiaru kreatyniny w mięśniach. W lecie 1927 roku, kiedy Ochoa był jeszcze studentem czwartego roku medycyny, pojechał do Glasgow w Szkocji, aby pracować z dr Noelem Patonem nad udoskonaleniem metody oznaczania kreatyniny oraz nad poprawą znajomości języka angielskiego. W krótkim czasie udało mu się opublikować swoją pierwszą notatkę naukową w Proceedings of the Royal Society, a po powrocie do Madrytu wraz z kolegą ze studiów, José Valdecasasem, złożył pracę w prestiżowym Journal of Biological Chemistry. Był to dla niego dumny moment, biorąc pod uwagę jego młodość i fakt, że angielski nie był jego językiem ojczystym, i mówi się, że często wspominał to osiągnięcie.
Podczas szkoły medycznej Ochoa mieszkał w znanej Residencia de Estudiantes w Madrycie pośród wielu aspirujących artystycznych i naukowych cudów, w tym malarza Salvadora Dali i poety Federico Garcíi Lorki. W czasie, gdy Ochoa tam mieszkał, odbywały się tam częste wykłady laureatów Nagrody Nobla, takich jak Marie Curie i Albert Einstein. Po uzyskaniu dyplomu lekarza z wyróżnieniem w 1929 roku, Ochoa, w wieku 24 lat, złożył podanie o stypendium w laboratorium Otto Meyerhofa w Berlinie, w Niemczech, które było w czołówce nowej dyscypliny biochemii. Tam nawiązał kontakt z wieloma słynnymi biochemikami, takimi jak dr Otto Warburg i dr Fritz Lipmann. Meyerhof, znany ze swojego szlaku Embden-Meyerhof w glikolizie, w którym glukoza jest przekształcana w kwas pirogronowy z wytworzeniem adenozynotrójfosforanu (ATP), sam otrzymał Nagrodę Nobla niecałą dekadę wcześniej. W tym samym roku Ochoa pojechał do Bostonu na Międzynarodowy Kongres Fizjologii i odwiedził kilka miejsc w Stanach Zjednoczonych, gdzie mieszkał jeden z jego braci. Po powrocie do Hiszpanii w 1930 roku, wznowił pracę w Residencia de Estudiantes, aby zakończyć badania do swojej pracy doktorskiej.
W 1931 roku, Ochoa dwukrotnie zakochał się. Pierwsze było z kobietą o imieniu Carmen García Covián, którą poślubił. Drugą była enzymologia, którą odkrył pracując jako podoktorant z dr H W Dudleyem w laboratorium Sir Henry Dale’a w Anglii, kolejnego laureata Nagrody Nobla, za jego badania nad acetylocholiną. Odchodząc od swoich wcześniejszych prac nad kreatyniną mięśniową, Ochoa wkroczył w świat enzymów i ich roli w metabolizmie pośrednim. Był to punkt zwrotny w jego karierze i zainteresowanie, które towarzyszyło mu przez całe życie. Jego pierwszym wprowadzeniem był enzym zwany glioksalazą, którego podstawową funkcją jest detoksykacja substancji takich jak methylglyoxal i inne aldehydy. Związki te są produktami ubocznymi normalnych, żywych procesów biochemicznych, ale są bardzo toksyczne dla komórek. Niezwykły enzym, który przykuł uwagę Ochoa w 1931 roku, dziesiątki lat później będzie wykorzystywany przez firmy farmaceutyczne do tworzenia antybiotyków i leków przeciwnowotworowych. Ale dla Ochoa, glioksalaza była kamieniem milowym do płodnych odkryć biochemicznych, które wkrótce potem nastąpiły, szczególnie jego praca nad kwasami nukleinowymi i RNA.
.